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xk星空体育xk星空体育由于接触激活不参与生理性止血的凝血过程和绝大多数病理条件下血栓形成，组织因子途径成为体内凝血过程的启动环节。因此内毒素激活凝血系统的作用，也集中在探讨它与组织因子途径的关系。动物实验证明，在给予内毒素或大肠杆菌之前，事先给动物使用抗TF单克隆抗体或重组突变TF（sTFAA，具有与FⅦa结合能力但无辅因子活性）或抗FⅦ/FⅦa单克隆抗体，或重组失活FⅦa（rFⅦai：具有与TF结合能力但已丧失催化活性），结果虽对动物休克或成人呼吸窘迫综合征的发生没有明显影响，但却有效地阻断了DIC的发生。这些事实表明内毒素引起DIC的确是由组织因子途径启动的。动物实验发现事先以免疫方法耗竭TFPI，再注入对正常动物不致引起DIC的内毒素剂量或凝血活酶剂量便可造成典型急性DIC；反之，若事先给予大剂量TFPI，则可明显地抑制致死剂量内毒素或大肠杆菌引起的DIC。由此可见，内毒素是否引起 DIC，主要取决于TF/TFPI平衡的倾向。我室与Taylor等实验室都观察到注入内毒素后，血浆中TF非常显著升高；但对TFPI的报道并不尽同，然而TF/TFPI比值明显增大是一致的。对正常人注入小剂量内毒素同样地观察到血浆中TF升高，TF/TFPI比值显著增大。所有这些资料都充分支持内毒素引起DIC是通过组织因子途径启动的观点。应当指出，内毒素虽不能通过血小板表达TF，但由于血小板活化因子和凝血酶等诱导血小板活化，活化的血小板膜表面的P-选择素可以上调单核细胞表达TF。
既然内毒素可以引起组织因子途径启动，那么内毒素究竟诱导哪些细胞表达TF引起血管内凝血呢？根据TF合成情况，体内细胞可分为三类：①固有性表达TF细胞，如脑部星状胶质细胞，胎盘滋养层细胞等TF固有性表达极为丰富；其他大部分组织细胞如血管平滑肌细胞﹑成纤维细胞等也有TF的固有性表达，尤以血管外膜、器官包膜、皮肤表皮及黏膜等处相当丰富，它们犹如袖套状围绕血管与被套状包绕器官，在体内构成一个分布广泛的止血屏障。②不表达TF的细胞，如淋巴细胞、血小板、红细胞等。③诱生性表达TF的细胞，如血管内皮细胞、单核细胞、巨噬细胞等。一般认为固有性TF表达是以嵌膜蛋白形成存在，它主要与生理性止血有关；诱生性表达可以嵌膜蛋白或小囊泡形式存在，它主要与病理条件下血栓形成有关。现在普遍认为内毒素引起血管内凝血，这是由于它能诱导单核细胞与血管内皮细胞大量表达TF所致。以往所谓组织凝血活酶，实质上包括TF与磷脂两部分，曾误认为TF为脂蛋白。现已明确TF是一个跨膜糖蛋白，又称CD142。成熟的TF为一单链跨膜蛋白，由263个氨基酸组成。按氨基酸组成计算分子量为2.96万，按SDS-PAGE推算为4.2万～4.7万，可能与膜外部分糖基化有关。膜外区由氨基酸残基（AA）1~219组成，构成二个β折叠片呈V形排列。跨膜区由AA220～242组成。胞浆区由AA243～263组成。胞浆区通过硫酯键与盐键，使TF锚定在胞膜上，胞浆尾在信号传递中起着重要作用。TF在功能上既是FⅦ与FⅦa的受体，又是FⅦa激活FⅩ和FⅨ的必需辅因子。FⅦ只有与TF结合才有可能被激活成为FⅦa ；FⅦa也只要与TF结合才能有效地激活FⅩ和FⅨ。这是由于在磷脂和Ca2+存在的条件下，TF与FⅦ喱或FⅦa以1∶1方式结合，一旦结合立即引起FⅦ和FⅦa发生构象变化，这种构象改变有利于FⅦ的活化及FⅦa充分发挥催化活性的缘故。新近实验表明TF是一个真正的受体，FⅦa 作为配体，FⅦa 与TF结合立即引起胞内信号转导。从已有资料看来，它主要是通过丝裂原活化蛋白激酶途径，上调多个基因表达（如Poly（A）聚合酶、尿激酶受体、TF等）。TF基因剔除可以导致小鼠在胚胎期死亡。这主要与卵黄囊血管生成和凝血障碍有关。人的TF基因位于染色体1P21-22，全长12.4kb，含6个外显子，5个内含子。转录起始点距TATA盒26 bp。在TATA盒上游含有多个转录因子结合位点，包括SP-1、EGR-1、AP-1，AP-2和NF-B。其中在单核细胞和血管内皮中涉及内毒素及细胞因子反应的转录因子最重要的是NF-κB。那么内毒素究竟是如何启动TF表达的？目前多数学者认为内毒素首先与血浆中脂多糖结合蛋白结合，然后以复合物形式与CD14结合。CD14一般称为内毒素受体。实际上，单核/巨噬细胞表面的确含有较多的CD14，内毒素-脂多糖结合蛋白复合物（LPS-LBP）可以直接与CD14结合。但血管内皮细胞表面并无CD14，而是内毒素-脂多糖结合蛋白复合物与血浆中可溶性CD14结合，其后这个大复合物再与血管内皮细胞结合。由于CD14并不是一个跨膜蛋白，它仅以糖磷脂酰肌醇形式锚定在细胞膜表面，本身不可能将内毒素信号转导进人细胞内，肯定还需通过其他跨膜蛋白。新近发现单核/巨噬细胞和血管内皮细胞存在钟样受体（toll-like recepor，TLR），它们是跨膜蛋白。其中TLR2主要识别并结合革兰阳性细菌壁上的肽聚糖和脂蛋白，TLR4主要识别并结合内毒素-CD14复合物。从信号转导角度考虑，可以认为TLR4才是内毒素的线结合后，相继通过髓样细胞分化因子88（My88 ）→白介素-1受体相关激酶（IRAK）→肿瘤坏死因子受体相关因子（TRAF）6-NF-κB诱导激酶（NIK）→抑制性NF-κB激酶（IKK）→NF-κB/Ⅰ-κB中的Ⅰ-κB磷酸化→NF-κB与Ⅰ-κB分离。于是NF-κB穿过核孔进人核内，NF-κB（实际上是cRel和P65源二聚体）与TF基因DNA的结合部位结合，从而启动TF基因的转录（图5-2）。其后TF mRNA相继通过翻译与随后蛋白修饰，最后TF蛋白以跨膜形式存在或以小囊泡形式释放。应当强调指出：NF-κB是指由Rel蛋白家族成员以同源或异源二聚体组成的一组核转录因子。内毒素也引起其他基因转录，从而促进许多蛋白表达，诸如急性期蛋白（如C-反应蛋白、血管紧张素原、α1-酸性糖蛋白、补体C3等）、细胞因子（如TNFα、IL-1β、IL1、IL-8等）黏附分子（如VCAM-1、ELAM1、ICAM等）以及单核细胞趋化蛋白（MCP）-1和纤溶醇原活化素抑制物（PAI）-1等等。新近发现内毒素还可通过NF-κB途径促进血管内皮细胞TLR4和TLR2的表达。此外，内毒素诱导表达的细胞因子（TNFα、IL-6、IL-1等）又可通过NF-κB途径促进血管内皮细胞TF表达。因此，在内毒素引起TF表达过程中，可能通过多重正反馈方式而得到放大效应。还应当看到：注入内毒素或大肠杆菌使微血管体系中单核细胞增加，在其TF表达明显增加的同时，血管内皮细胞表面TFPI和凝血酶调制素减少。这种促凝和抗凝活性之间的失衡，则可能促进DIC的发生。
动物实验证明内毒素注入可引起接触激活，表现为血浆中FⅫ、PK与HMWK消耗性降低，激肽释放酶-C1抑制物复合物以及激肽释放酶-α2-巨球蛋白复合物升高，并且HMWK降低程度与存活时间呈反变。临床观察革兰阴性败血症患者血浆中接触激活的3个因子亦明显减少，同样HMWK水平变化与预后密切相关。曾经认为这与内毒素的组分脂质A激活FⅫ，启动内在凝血途径，从而导致弥散性血管内凝血（dissminated intravascular coagulation，DIC）有关。随后，在狒狒大肠杆菌输注诱发败血症的模型中，事先以抗FⅫ的单克隆抗体阻断接触激活，结果有效地阻遏低血压的发生，但仍然发生DIC。若动物事先被给予激肽释放酶抑制物，而后再注入内毒素，同样依然发生DIC，但可防止成人呼吸窘迫综合征的发生。因此内毒素血症时引起的接触激活主要涉及休克和全身性炎症反应综合征发生，并不参与DIC发生。在人的实验性内毒素血症中，可以观察FⅫ激活，但未发现接触激活的变化。因此接触激活并不参与内毒素引起的DIC发生，这已基本成为共识。至于内毒素通过接触激活引起低血压，一般认为主要与缓激肽大量形成有关。实验表明带负电荷的硫酸右旋糖酐激活接触系统，可以使动物产生低血压，β2受体阻滞剂（HOE140）能够显著阻断低血压反应，但β受体阻滞剂并无此作用。由此可见，内毒素引起的低血压，可能是缓激肽通过β受体实现的。由于缓激肽刺激血管内皮细胞释放PGI2和NO，二者均可引起阻力血管舒张，并使血管通透性增高，一般认为这就是内毒素通过接触激活引起低血压的基本原因。此外，内毒素通过接触激活还可激活补体系统，其中C5a是一个较强的致炎物质，它可使血管通透性明显增高，这也与内毒素休克的发展有关。
机体对内毒素的致热耐受现象已有较多研究。发生耐受机体的单核细胞CD14和CD18表达并无明显异常，LPS与CD14的亲和力也无改变，但产生的内源性致热原包括IL-1，IFN，TNFα，IL-6明显减少。进一步研究发现，耐受机体的单核细胞并非因为在LPS反复刺激下发生了功能耗竭而失去反应能力，因为此时IL-10，TNF Ⅱ型受体及NF-κB的P50等的表达均增强。一般认为，在细胞水平上，发热耐受的机制可能包括：①反复注射LPS可刺激机体产生中和抗体，脂蛋白等，加速LPS的清除。②虽然单核细胞的CD14和CD18表达正常，但LPS的生物信号传入发生了变化。表现在正常情况下LPS激活产致热原细胞，诱导胞浆内蛋白磷酸化星空xk体育官网，使NF-κB抑制因子IκB从复合体上脱离，P50-P65-κB异二聚体进入核内，与编码基因上游启动子的相应序列结合，启动细胞因子基因表达内源性致热原。而发生耐受时，NF-κB的P50表达大大增加，入核的不是P50-P65-κB异二聚体而是P50-P50-κB同源二聚体。P50-P50-κB无激活细胞因子基因表达的作用，反而对多种内源性致热原基因的表达产生抑制作用。③IL-10是TNFα的内源性拮抗物，耐受细胞IL-10表达增强能抑制促炎性细胞因子的生成并拮抗其生物活性。④耐受细胞的糖皮质激素受体上调，对促炎细胞因子的自身激活级联反应有阻断作用。⑤由于可溶性TNFⅡ型受体增加，结合与灭活了循环的TNFα，降低了其致热效应。由内毒素诱导产生的内源性致热原特别是IL-1不存在致热耐受性，给动物反复注射均能保持相似的发热反应，早年常用此作为鉴别是否有内毒素污染的简易方法。目前已有多种内毒素定性和定量方法在实验研究和临床检验中广泛使用，但作为热原检定的兔法，仍然是最经典和最广为接受的方法，在各国药典中保留其权威地位。
一、发热时体温正负调节学说内毒素发热的体温调节机制涉及到中枢神经系统多个部位的共同作用。李楚杰根据国内外研究积累的丰富资料提出了发热体温正负调节学说，该学说认为，发热时的中枢体温调节机制至少应当由两个部分组成，一是负责正调节的中枢机制，其神经解剖定位有POAH、OVLT等区域；另一方面是发热的体温负调节中枢机制，其神经解剖定位包括 VSA，MAN等。致热信号通过某些途径传入中枢后启动中枢体温正负调节机制，一方面通过升温介质和神经整合作用使体温上升（正调节），另一方面又通过内源性解热物质的作用限制体温升高（负调节），这两方面的整合过程及其相互作用的结果决定了调定点上移的水平，发热的幅度和时程，传统上把体温调节中枢局限于POAH的观点应予以修正。二、其他发热信息的传导机制在内毒素双相热动物实验中使用内源性致热原拮抗剂，如 TNF结合蛋白（TNF-binding protein）或IL-1受体拮抗物（IL-1receptor antagonist）只能减弱双相热第2热相的发热反应，第1热相无明显变化，提示内毒素尚有其他早期的发热信息传导机制。有报道迷走神经的中枢传导作用与腹腔免疫炎症反应有密切的关系。门静脉灌注IL-1可见迷走神经肝支传入冲动发放加强。切除迷走神经肝支可部分阻断腹腔注射LPS引起的发热。由于肝脏是内毒素进入机体后的主要靶器官，肝迷走神经节旁神经上有IL-1受体存在，肝脏Kupffer细胞又是机体产生这类细胞因子的主要细胞，是否存在内毒素作用下肝脏产生的化学信号，例如IL-1等激活迷走神经传入神经从而将发热信号向中枢传递的机制，有待深入研究。值得注意的是，迷走神经切除术涉及到机体的许多功能改变，另外手术方式，术后恢复及功能代偿等均对实验结果产生影响，目前有限的资料可见某些相互矛盾之处，对此尚难作出明确判断。
一、CD14非依赖性途径较大剂量的LPS可通过CD14非依赖性途径启动内源性致热原基因的表达，其确切的细胞信息传导通路目前尚不清楚。根据Ulevitch提出的多构件受体（multicomponent receptor）模型，脂质A是LPS分子负责向靶体传递生物信息的重要结构。当LPS-LBP复合物与CD14结合后，脂质A可直接与信号传递蛋白交连。由于CD14的存在及其相互作用，此时的结合亲和力与信号转导能力很高。当无CD14参与的情况下，脂质A仍可与信号传递蛋白结合只是亲和力与信号转导能力都大大降低。在可溶性CD14的参与下，某些不表达CD14的细胞如内皮细胞可在LPS作用下表达TNFα等细胞因子。CD11/CD18也能作为LPS受体参与单核巨噬细胞的活化与细胞信息传递。有证据显示，作用于单核细胞上的LPS并非仅停留在细胞膜上，用胶体金免疫电镜可观察到LPS在CD14存在的条件下，可循至少两种不同途径进入细胞。至于进入细胞内的LPS是被代谢清除或是传递生物信息尚待深人研究。二、下丘脑视前区的作用通常公认的体温调节中枢位于下丘脑（hypothalamus），主要是前下丘脑视前区（preoptic area of the anterior hypothala-mus，POAH）。该区含有温度敏感神经元，不仅对该区或附近的血温有感受性，而且对来自外周和深部的温度信息起整合作用，损伤该区可导致正常体温调节障碍。早年已发现在POAH注射微量的内源性致热原可引起明显的发热反应，所需内源性致热原的剂量不到静脉注射引起发热所需剂量的1%，微量内源性致热原注射到其他脑区，或不引起发热，或发热潜伏期较长、效应较弱，提示POAH是内源性致热原作用的敏感部位。静脉注射内毒素引起发热时下丘脑区的发热介质前列腺素E（prostaglandin E，PGE）、环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）等的含量明显增多，向POAH注入PGE2、二丁酰环磷酸腺苷（db-cAMP）可引起明显的发热反应，微量的环氧酶抑制剂（抑制PGE的合成）注入POAH显著抑制静脉注射LPS引起的发热反应。因此，传统上一直公认POAH是参与发热体温调节的主要中枢部位。位于第3脑室壁视上隐窝处的血管终板器（organum vasculosumlaminae terminalis，OVLT）是血脑屏障的特殊结构部位，紧靠前下丘脑视前区。该处存在有孔毛细血管，对大分子物质有较高的通透性，外周循环的一些肽类物质如血管紧张素等可从此进入中枢。近来发现OVLT区域也有对温度敏感的神经元分布，有资料说明OVLT区也是发热时体温调节的重要中枢结构。三、腹中隔和中杏仁核的热限作用内毒素发热时体温并非无限制地上升，在体温调节功能正常的情况下，内毒素达到一定剂量后，发热反应不再随内毒素剂量的加大继续升高，而是稳定在一个高水平，形成“热限”。研究表明，致热信号传入中枢后，除了启动中枢升温机制使体温上升外，同时也通过内源性解热物质，如精氨酸血管加压素（arginine vasopressin，AVP）、α-黑素细胞刺激素（α-melanocytc stimulating hormone，a-MSH）等的作用限制体温升高。然而，这些内源性解热物质发挥限热或抑热作用的主要中枢部位并不是下丘脑，而是腹中隔（ ventral septal area，VSA）和中杏仁核（medial amygdaloid nucleus，MAN），其限制体温升高的通路可能是终纹床核（bednucleus of stria terminalis，BST）-腹中隔神经通路。
内源性致热原是引起调节性体温升高的基本信息分子。目前已知的内源性致热原均属于促炎性细胞因子（proinflammatory cytokines），例如白细胞介素-1 （interleukin 1，IL-1），干扰素（interferon，IFN），IL-1），肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF），白细胞介素-6（interleukin 6，IL-6）等，对机体除了等，对机体的产生致热效应外还介导与发热又密切关系的急性期反应，包括中性粒细胞数量的变化，低铁血症、低锌血症，高铜血症，多种急性期反应蛋白合成增多等。此外，这些细胞因子又对免疫系统发挥重要的调节作用。早在1948年，Beeson等从家兔腹腔渗出白细胞培养上清液中提取出一种不耐热、无致热耐受性、能被蛋白水解酶灭活的致热物质，与常称为致热原（pyrogen）的发热激活物细菌内毒素有本质的不同，取名为白细胞致热原（leukocytic pyrogen）。现已明确，这种内源性致热信息分子主要由激活的单核巨噬细胞产生，为蛋白质成分，加热 70℃、20min可丧失致热活性，一般剂量静脉注射引起单相热，其发热潜伏期明显短于细菌内毒素，且无致热耐受现象，注射于已对细菌内毒素产生耐受的家兔仍能引起发热反应，在部分种属的动物中有交叉致热性。
内毒素在人类的生活空间广泛存在，污染内毒素的情况极易发生，多种感染性疾病的发热反应都与细菌内毒素有关。虽然将微量内毒素注入下丘脑可引起发热，至今尚无证据表明内毒素能通过血脑屏障直接作用于体温调节中枢。相反，内毒素等能引发机体发热反应的物质，包括多种细菌及其毒素和代谢产物、病毒、真菌、螺旋体等，它们的主要致热机制是激活机体的产致热原细胞，主要是单核巨噬细胞产生内源性致热原（endogenous pyrogen），通过后者引起机体调节性体温升高，笼统称之为致热原容易造成概念上的混淆，文献上常常对内毒素等物质使用外源性致热原（exogenous pyrogen）一词加以区别。严格来说，这些物质应称之为发热激活物（activators），即能激活机体的产致热原细胞产生内源性致热原的物质。存在于革兰阴性细菌细胞壁上，由O-特异性多糖侧链，核心多糖和脂质A（lipid A）组成的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是细菌内毒素的主要成分，是最有代表性的发热激活物，脂质A是决定LPS致热性的主要化学结构。根据目前公认的看法，细菌内毒素进入机体后，作用于产致热原细胞（主要是单核巨噬细胞）产生内源性致热原，内源性致热原是各种发热激活物引起发热反应的基本信息分子，它们以不同的途径将发热信号传入体温调节中枢，使控制中心温度的体温调定点上移，通过传出途径调节效应器对全身产热和散热作出反应，直至深部体温对应于体温调定点在较高水平上出现新的平衡，是为发热（fever）。机体在此过程中并无体温调节能力的不足或障碍，这与中暑等体温调节失控或调节障碍，又称过热（hyperthemia）的病理过程有着本质的区别。多年来，许多学者认为多种发热激活物包括内毒素都是致热原，发热是它们直接作用于机体体温调节机构的结果。在这方面，前苏联学者提出的“反射始动机制假说”可作为代表。他们认为外致热原（指致病微生物及其毒素等）和内致热原（指病灶产物）首先作用于病灶组织的内感受器，反射性地引起体温调节中枢兴奋，加强调节而引起发热。致热原作用于不同部位引起不同的发热反应是由于各部位的感受器不同所决定的。我国学者李楚杰用大量的实验事实证明该假说并不成立。首先它把外来致病因子都当作致热原是不恰当的，许多致病因子本身并无致热性，它们能引起发热的根本原因在于激活产致热原细胞产生内源性致热原。用细菌内毒素做发热动物实验表明，所谓反射始动机制并不存在。例如把细菌内毒素注人去神经的兔耳皮下，所引起的发热与注射同量细菌内毒素于神经支配完整的兔耳皮下时所引起的发热相比并无差别。至今尚无证据显示不同病灶存在对温度调节反应不同的内感受器。相反局部炎症灶产生的内源性致热原只有吸收入血才能发挥作用。在家兔背部造成无菌性炎症肉芽囊，囊内渗出液存在大量内源性致热原。在开始阶段囊内渗出液可被吸收入血，可见炎症引起明显的发热反应。但到6~9d，囊壁纤维化完成后，囊内渗出液中的内源性致热原无法进入血流，发热也随之消退。此时从囊中取出渗出液制成无细胞滤液（内含大量内源性致热原）给同一动物静脉注射，可引起明显发热。这一实验结果表明，在炎症肉芽囊的发展过程中，发热的消退是炎囊屏障阻碍了内源性致热原吸收入血的结果。
细菌内毒素最常见的生物活性是它的致热性，以寒战发热为主要临床表现的输液反应，多数是输液制剂污染了细菌内毒素所致。内毒素的致热性有如下特点：①存在种系差别，哺乳类中，人、牛和家兔等对内毒素较为敏感，而大鼠小鼠等则不太敏感。人可能是所有动物对内毒素最敏感的，按2ng/kg剂量静脉注射可使体温上升达2℃。新西兰白兔对内毒素的致热性非常敏感，是各国药典规范使用的热原检定标准化实验动物。②在一定范围内，发热高度与时程呈剂量依赖性。家兔对内毒素的发热反应，小剂量引起单相热，较大剂量引起双相热，第一热峰出现在注后90min左右，第二热峰于3h左右出现，形成极有特征的热型。若给予超大剂量，动物出现感染性休克的典型症状，此时体温不升反降。③内毒素发热有较明显的潜伏期（指从注射内毒素起到体温升至高于基础体温0.3℃时所需要的时间）。家兔的潜伏期依静脉注射剂量的不同常在15～30min，而人静脉注射2ng/kg剂量时发热潜伏期可长达90min。④容易产生耐受性。家兔若连续接受内毒素注射，其发热反应逐日减弱，首先是双相热第2峰消失，第1峰也逐渐消退，相同剂量的内毒素失去了原有的发热反应。若动物停止注射内毒素，3周后可恢复正常发热反应。⑤致热活性不易清除，一般的灭菌方法（如常规高压灭菌）不能将内毒素彻底破坏，需160℃干热2h以上才能将其灭活。
机体对内毒素作出应答时，一方面触发炎症反应，另一方面产生或激活能够清除、灭活内毒素的物质，其中包括抗О特异性多糖抗体和抗核心多糖抗体。两种抗体与内毒素结合后，再与细胞膜上的Fc受体结合，介导内毒素内源化，从而使内毒素在胞内灭活。抗内毒素抗体也能干扰内毒素与LBP结合，从面阻止LBP将内毒素转运合CD14。令入遗憾的是，抗某一菌株内毒素的抗体，对同一种属其他菌株的内毒素无中和作用；内毒素血症，革兰阴性杆菌菌血症动物模型显示，抗内毒素抗体具有保护性作用，但两种抗体在入体内却未显示出明显的保护怍用。总之，机体防御系统能有效防止外源性内毒素入侵及内源性内毒素移位，即使在因革兰阴性杆菌轻微感染而释放少量内毒素或少量肠源性内毒素发生移位时，机体防御系统也能有效清除、灭活内毒素。但是，当出现大量外源性内毒素释放或大量肠源性内毒素移位时，机体防御系统不但不能有效地清除、灭活内毒素，反而在内毒素的作用下，其自身的防御功能受到了明显抑制，与此同时，天然免疫细胞由防御性细胞转化为效应性细胞，合成、释放大量的炎性介质，从而导致脓毒症发生，严重者可以并发脓毒性休克甚至导致病人死亡。由此可见，机体防御系统对内毒素代谢的影响是有限的，若想有效地抑制内毒素的生物学活性，必须寻找有效的内毒素拮抗措施，但令人遗憾的是，目前我们对内毒素在肝脏内代谢的具体过程等重要内容还知之甚少，严重阻碍了内毒素拮抗措施的研究。虽然迄今为止尚无特效的内毒素拮抗剂应用于临床，但我们深信，随着对机体防御系统与内毒素代谢等相关内容研究的不断深入，人类一定会找到有效的内毒素拮抗措施。
AOAH是重要的内毒素解毒物质，是白细胞产生的一种分子量为5.2万～6.0万的糖蛋白，由5.0万的大亚基和1.4万～2.0万的小亚基组成，大、小亚基之间由二硫键共价连接。AOAH的大、小亚基由单一的mRNA编码，在翻译时，首先形成的是7.0万的单链AOAH前体多肽，并且在链内形成二硫键。AOAH前体存在两种代谢方式：其一，AOAH前体进入溶酶体并被水解成大，小亚基，而二硫健仍被保留并连接于大、小亚基之间，从而形成成熟的AOAH：其二，未经处理的AOAH前体直接分泌到细胞外。AOAH作为一种水解内毒素的脂肪酶，能够选择性地水解脂质A酰氧酰基基团上的次级酰基链。在水解内毒素时，AOAH的大、小亚基均起着重要作用，二者缺一不可。大亚基具有内毒素水解位点，同许多脂肪酶一样，其活性位点具有特征性的Gly-X-Ser-x-Gly 共同氨基酸序列，其中的丝氨酸在维持酶的活性方面起着关键性作用，当该丝氢酸被去除后AOAH水解内毒素的活性下降了99%以上。虽然大亚基在AOAH水解内毒素时起着主要作用，但仅有大亚基面没有小亚基，AOAH水解内毒素的活性也会大大下降。小变基的作用主要表现在以下几个方面：①AOAH前体中的小亚基区，能够促进AOAH前体进入溶酶体并被水解：②有助于维持AOAH的结构稳定性：③能够增强AOAH对内毒素的识别；④增加脂质A的溶解性，从而有利于大亚基与脂质A之间发生相互作用。在组织器官发生炎症时，AOAH可以在局部浸润的单个核细胞（包括单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等）及多形核白细胞中表达，但单个核细胞的内毒素去酰基化活性明显高于多形核白细胞。单个核细胞内的AOAH去酰基化作用迅速而广泛，该作用是CD14依赖性的LBP与内毒素结合后，将内毒素转运给单个核细胞的CD14：而BPI、脂蛋白等则能抑制LBP向单个核细胞转运内毒素。AOAH也可以释放至胞外炎性渗液中，并且能够降解没有被单个核细胞等摄取的内毒素，该过程是CD14非依赖性的。由于渗出液中的AOAH水解内毒素的活性仅为胞内AOAH的1/10~1/20，因此，该过程速度较为缓慢。除了能够直接灭活内毒素外，AOAH水解内毒素后形成的去酰基化内毒素，也参与了AOAH对内毒素的解毒机制，该物质能够在细胞外积聚并抑制内毒素诱导的炎症反应。但由于局部浸润的白细胞产生，分泌的AOAH 数量有限，因而AOAH对内毒素的解毒作用也是有限的。
阳离子抗菌肽是天然免疫系统进化过程中的一个古老的成分﹐包括 BPI、Cathelicidin、乳铁蛋白、防御素等多种物质，既具有抗革兰阴性杆菌活性，又具有结合内毒素的能力。阳离子抗菌肽主要出现在哺乳动物的皮肤、消化道、呼吸道等经常与病原体接触的部位，在血液、分泌液及中性粒细胞颗粒中固有表达或受病原体及其产物诱导而表达。下面介绍Cathelicidin、乳铁蛋白、防御素的作用。CathelicidinCathelicidin是一个既具抗菌活性又具有结合内毒素能力的阳离子多肽家族，hCAP-18是该家族在入体内的唯一成员，存在于中性粒细胞特异性颗粒中以及炎性皮肤疾病的鳞状上皮细胞、角化细胞内，在血浆中也有较高的浓度，hCAP-18的短基端高度阳离子化并具疏水性，因而具有抗菌及结合内毒素的能力，这同时也决定了hCAP-18能同入体细胞膜相结合，从而具有细胞毒性。血浆中的脂蛋白能够与hCAP-18 的羧基端结合。有效抑制了hCAP-18的细胞毒作用。其他的阳离子抗菌肽与hCAP-18相比·虽然氨基酸序列明显不同，但都具有疏水性且富含阳离子，因而也能与靶细胞的细胞膜结合并插入膜内，产生细胞毒性。通过对hCAP-18的研究，结合其他阳离子抗菌肽也能与脂蛋白结合的事实，可以推测，脂蛋白与抗菌肽或其前体蛋白结合，既有利于阻止抗菌肽的细胞毒作用，又有利于这些抗菌肽在血浆中保持较高水平。乳铁蛋白乳铁蛋白是机体防御系统中的一个组成部分，是一种高度阳离子化的单体糖蛋白，等电点为8.4～9.0.分子量为7.6万～8.0万，其氨基端因富含精氦酸而带正电荷，因而具有杀灭革兰阴性杆菌的活性及结合内毒素的能力。乳铁蛋白在许多黏膜表面及乳汁中具有较高浓度（1~10mg/ml）。中性粒细胞内的乳铁蛋白是细胞特异性颗粒中的一种主要成分，可以与被中性粒细胞吞噬的革兰阴性杆菌及内毒素相互作用，也可释放至胞外面发挥其生物学效应。肠黏膜表面的乳铁蛋白有利于防止肠道细菌及内毒素移位。防御素人体内的防御素可分为α-防御素和β-防御素两种不同的亚型，其中α-防御素、β-防御素分别具有6种、2种不同的分子。α-防御素主要分布于中性粒细胞及肠腺潘氏细胞（Paneth eell），而β-防御素则主要分布于皮肤及黏膜的上皮细胞。生理条件下，上皮细胞仅有低水平的，防御素表达，病理状态下，内毒素、细菌及致炎细胞因子等可强烈诱导β-防御素表达。
生理情况下，虽有少量内毒素不断向肠外移位，经门静脉进人肝内，但并不引起内毒素血症；在轻度革兰阴性杆菌感染时，虽然细菌不断向组织或血液中释放内毒素，但并不引起强烈的炎症反应，以上情况均有赖于机体内存在有效的内毒素清除与解毒机制。肝脏是清除内毒素的主要器官﹐脾﹑肠也是清除内毒素的重要器官；机体内的脂蛋白、阳离子抗菌肽（cationic antimicrobial peptides，CAP）、酰氧酰基水解酶（acyloxyacyl hydro-lase，AOAH）以及抗内毒素抗体是重要的内毒素解毒物质。肝脏对血液中的内毒素的清除功能，主要是通过库普弗细胞、肝细胞对内毒素的内吞作用而实现的，但具体代谢过程并不完全清楚。介导库普弗细胞吞噬内毒素的可能是清道夫受体，也可能是分子量11.9万和8.3万的蛋白质；介导肝细胞吞噬内毒素的结构可能是其凝集素样受体。内毒素与肝细胞血窦面细胞膜上的受体1：1结合后，被肝细胞以内吞的方式摄入细胞内，以微管依赖的囊泡运输方式，穿过肝细胞，运至肝细胞胆小管面，以胞吐方式排入胆小管中，再经胆道系统排至肠腔内。
一、巨噬细胞巨噬细胞除了能够在细胞表面表达CD14、TLRs以及清道夫受体等内毒素相关受体外，胞浆内也能表达蛋白质Nod1。CD14、TLRs是介导内毒素激活巨噬细胞的重要受体；清道夫受体与巨噬细胞清除、灭活内毒素有关；Nod1是胞浆内识别内毒素的分子。二、库普弗细胞库普弗细胞是肝脏吞噬、清除内毒素的主要细胞。在生理条件下，虽然仍有少量细菌及内毒素经门静脉进入肝内，但库普弗细胞都将之清除。库普弗细胞是肝内定居的巨噬细胞，是数量最多的定居组织内的巨噬细胞。理论上推测，如果库普弗细胞和其他巨噬细胞一样对内毒素十分敏感，细胞将会处于持续活化状态，但事实上库普弗细胞吞噬、清除内毒素时，其本身并未被内毒素所活化。说明在处理内毒素时，库普弗细胞与其他巨噬细胞有着不同的机制：库普弗细胞处理内毒素主要依靠其吞噬作用。在无血清存在时，库普弗细胞吞噬内毒素的作用也能正常发挥；而且随着内毒素浓度的适当增加，库普弗细胞的吞噬活性增强，该效应与分子量分别为11.8万和8.3万的两种蛋白质酪氨酸残基磷酸化事件有关。CD14是介导内毒素激活库普弗细胞的主要受体，清道夫受体是库普弗细胞重要的防御性受体，介导库普弗细胞清除和灭活内毒素。库普弗细胞激活共分四个阶段，其中CD14是细胞活化及功能变化的特征性标志。①静止期：表现为库普弗细胞数量少，形态小，多位于肝窦内，CD14染色多为阴性；②反应期：表现为局部库普弗细胞刺激性增生及全身单核-巨噬细胞肝内聚集﹔③预激期：即库普弗细胞表型发生转化期，表现为CD14等细胞膜受体出现，库普弗细胞功能发生改变；④激活期；表现为核转录因子NF-κB活化，细胞分泌各种细胞因子。通常库普弗细胞表达CD14水平较低、CD14阳性细胞仅占3.3%，而且CD14散在表达于这些细胞表面；与此相反，库普弗细胞普遍表达清道夫受体，且细胞表面清道夫受体呈弥漫性分布。有趣的是，随着内毒素浓度的不断提高，表达CD14的库普弗细胞明显增多，甚至高达96.1%。且细胞表面CD14表达呈弥漫性分布；与之相反，清道夫受体表达则明显下调，且与CD14表达上调呈显著负相关。与此同时，血浆ALT、总胆红素和肝组织内丙二醛水平均明显升高，以上三指标的变化与CD14表达水平呈显著正相关，而与清道夫受体表达水平呈显著负相关，说明随着内毒素水平的提高，库普弗细胞防御功能减弱，而引起肝功能损害的致炎作用增强，提示库普弗细胞由防御性细胞逐步转化为效应性细胞，而CD14表达上调、清道夫受体表达下调则是库普弗细胞功能转变的重要机制。三、中性粒细胞中性粒细胞表面能够表达膜CD14（membrane-bound CD14，mCD14）和TLR4，内毒素通过与该类受体结合而激活中性粒细胞。中性粒细胞表面除了表达高亲和力内毒素受体CD14外，还表达低亲和力内毒素受体L-选择素，并经过该受体介导细胞活化。此外，整合素CD11b/CD18也被认为是中性粒细胞表面的一种低亲和力内毒素受体。在低浓度内毒素刺激时，由mCD14介导中性粒细胞活化；而高浓度内毒素刺激时，则由低亲和力内毒素受体介导中性粒细胞活化。游离内毒素激活中性粒细胞及与中性粒细胞结合均由CD14介导；而与红细胞等颗粒结合的内毒素，激活中性粒细胞由CD14介导，但后续的与中性粒细胞结合则由cD11b/CD18介导；完整的革兰阴性杆菌表面的内毒素与中性粒细胞结合，既非由CD14介导，也非由CD11b/CD18介导。四、内皮细胞一般认为，内皮细胞表面无mCD14表达，血清中的可溶性CD14（soluble CD14，sCD14）是介导内皮细胞识别内毒素的分子，同时TLR4参与内毒素诱导的内皮细胞激活。内毒素结合蛋白（Lipopolysaccharide—binding protein，LBP）将内毒素转运给sCD14，LPS/ sCD14复合物与内皮细胞膜上的TLR4结合并激活内皮细胞。sCD14除了能够介导内皮细胞活化外，还能介导内皮细胞清除内毒素，LPS/ sCD14/LBP形成三聚体并结合至内皮细胞上，继之LPS/sCD14发生内源化，从而将内毒素清除。最近，Jersmann等研究发现，内皮细胞表面也有mCD14表达，但其含量仅约为单核细胞表面的1/20。在无血清（无sCD14）存在的情况下，mCD14能够介导内毒素所致的内皮细胞活化，而且该过程是mCD14依赖性的；在此基础上加入血清，能使内皮细胞对内毒素的应答增强。先前已有研究发现，sCD14能够快速，高效地将内毒素转运给巨噬细胞、中性粒细胞表面的mCD14，从而使巨噬细胞、中性粒细胞对内毒素的应答增强。根据以上结果，Jersmann等认为，在内毒素激活内皮细胞的过程中，mCD14是必不可少的，sCD14在该过程只是起着将内毒素加速转运给mCD14的作用。五、肠黏膜上皮细胞肠黏膜上皮细胞始终与细菌及其产物发生持续性接触，这些细菌及其产物能够刺激其他类型的细胞并诱发炎症反应，但并不诱导肠上皮细胞产生防御反应，这一特点对于结肠上皮细胞来说显得尤为重要，因为如果结肠上皮细胞能够对肠道正常菌群产生反应，则会对机体造成不良影响。但是这并不意味着肠上皮细胞是免疫缺陷细胞，当遭受致病菌及其产物侵袭时，肠上皮细胞能够产生正常的应答反应，说明：①肠上皮细胞具有天然区分正常菌群和致病菌的能力，这与其识别系统的亚细胞定位有关。一些病原体识别分子定位于胞浆内（如Nod1）或基底侧细胞膜（如TLR5），只有当病原体及其内毒素、鞭毛蛋白等成分进人细胞内或到达细胞基底侧时，才能被识别并导致细胞活化；正常菌群不但不引起肠上皮细胞活化，反面能够通过与上皮细胞相互作用，抑制IκB降解，从面阻止NF-κB活化，表现出抗炎效应。②肠上皮细胞存在着与髓系细胞不同的内毒素识别机制。在正常人肠组织活检标本中，TLR2、TLR4的表达水平几乎测不出来；Caco-2、T84及HT29等肠上皮细胞系虽有TLR4表达，但无CD14及共受体MD-2表达，这也很好地解释了肠上皮细胞为什么对正常细菌及其产物无反应性。但也有研究发现，即使无CD14表达，TLR4表达阳性的肠上皮细胞也能识别内毒素并对之做出反应，前提是必须有别的细菌毒力因子存在。尿路致病性大肠杆菌（uropathogenic Escherichia Coli）的Ⅰ型菌毛是该菌的毒力因子之一，单独作用可引起肠上皮细胞产生细胞因子，此外Ⅰ型菌毛还能将内毒素呈递给肠上皮细胞，诱导肠上皮细胞释放细胞因子，该效应的实现有赖于肠细胞膜上TLR4的表达。
肠道黏膜免疫学屏障是防御肠道病原体和内毒素入侵的重要防线，slgA在肠道黏膜免疫中发挥重要作用。sIgA是保护肠黏膜的一个重要成分，既能阻止肠腔内细菌在黏膜表面定植，也能中和内毒素。有研究发现，在肠黏膜遭受O157大肠杆菌感染时，抗内毒素核心多糖的特异性slgA分泌增加，在恢复期病人表现得尤为明显，提示slgA对防止内毒素向机体内转移具有保护性作用。另外，有研究提示NO在肠黏膜局部形成的氧化屏障具有防止内毒素移位的作用。生理条件下，iNOS仅在呼吸上皮，妊娠子宫及回肠黏膜等少数部位表达。但在内毒素的诱导下，正常的结肠上皮细胞也表达 iNoS并催化合成NO，在局部形成氧化屏障，从而防止结肠细菌移位，因此有效地防止细菌的移位，也间接防止了内毒素的移位。
在机体防御系统中，对肠道内毒素移位起抑制作用的成分包括肠黏膜机械屏障、肠黏膜免疫屏障、肠道正常菌群以及肝脏的肝细胞和库普弗细胞，其中肠黏膜机械屏障，肠黏膜免疫屏障、肝细胞和库普弗细胞起着直接抑制作用，而正常菌群则起着间接抑制作用。肠道是巨大的“内毒素库”，特殊的解剖部位决定了肠黏膜必须是一道有效的防御屏障。肠黏膜屏障由黏膜上皮细胞形成的机械屏障和分泌型IgA（sIgA）等形成的免疫学屏障组成。生理条件下，肠上皮细胞一般不吸收肠腔内的内毒素。有实验证明，经静脉注入的内毒素可以出现在肠上皮细胞中，但向肠道内灌注的内毒素只在肠腔内靠近肠黏膜的部位聚集，而不进入上皮细胞内。肠上皮细胞及细胞间紧密连接形成的黏膜机械屏障，是防御肠腔内毒素移位的一道重要屏障，保持完整性是其发挥防御作用的重要保证。严重创伤﹑烧伤时，体液大量丢失，血容量不足，导致机体缺血缺氧。为维持血压、保证心脑等重要器官的血液供应，内脏血管代偿性收缩，其中胃肠缺血缺氧时间较其他器官更长，即使休克病人经液体复苏血流动力学恢复正常后，胃肠道仍处于隐匿性休克状态。因此，当肠璧微血管恢复灌流时，肠发生缺血/再灌注损伤，上皮细胞产生大量的活性氧等介质，导致肠上皮细胞凋亡、细胞间紧密连接破坏，肠黏膜通透性因而迅速增加，机械屏障功能削弱，从而促使肠腔内的内毒素经肠璧吸收并向肠外组织移位。活性氧是导致肠黏膜损伤的最重要因素。进入血中的内毒素可以引起血管内凝血、微血管通透性增加及血压下降等病理生理变化，从而导致全身多个器官发生缺血缺氧性损害，而胃肠道又是最先受损的靶器官之一，在此情况下，肠上皮细胞及肠固有层巨噬细胞内的诱生型一氧化氮合酶（induciblenitric oxide synthase，iNOS），黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO）活化，一氧化氮（NO），氧自由基大量产生、NO与超氧阴离子结合生成强氧化剂过氧化亚硝酸盐。过氧化亚硝酸盐及超氧阴离子，是介导内毒素血症诱发肠损伤的主要介质，它们通过作用于脂质﹑蛋白质及DNA，导致脂质过氧化、酶失活﹑蛋白质功能抑制以及DNA损伤，从而导致肠上皮细胞、固有层微血管内皮细胞损伤甚至凋亡；大量产生的NO也可能直接诱导肠上皮细胞凋亡；另外局部浸润的白细胞能够释放氧自由基等活性物质，也参与肠组织的损害。肠黏膜营养不良也是促进肠黏膜损伤的重要因素之一。首先，肠上皮细胞对营养物质的需求量较大。肠上皮细胞具有增殖周期短、生长旺盛等特点，因而具有较强的自我修复能力，对营养物质的需求量也较大。其次，肠上皮细胞对营养物质的需求具有自身特殊性，即需要营养物质和肠黏膜直接接触。直接接触不仅可以提供肠上皮增殖所需的营养物质，而且还能促进局部生长因子的分泌，尤其是肠三叶因子的分泌。肠三叶因子由肠绒毛杯状细胞所分泌，对肠道具有特殊保护作用。在严重创伤、烧伤情况下，虽然已建立静脉营养途径，可为全身提供足够的营养成分，但肠黏膜营养物质仍然缺乏，因此肠黏膜的损伤仍然严重，反映黏膜完整性受损的指标——血浆二胺氧化酶活性明显升高、肠黏膜跨膜电位差显著降低，与此同时，反映黏膜细胞增殖能力的增殖细胞核抗原值明显降低，说明肠上皮细胞增殖﹑移动速度减慢，这就使得受损的肠黏膜不能及时修复。
一、内毒素的释放革兰阴性杆菌菌体自溶或被裂解时释放内毒素，但这并非是细菌释放内毒素的惟一途径。在革兰阴性杆菌生长繁殖过程中，内毒素也不断从细胞壁上脱落下来并释放到周围的介质中去。即使在营养物质贫乏的生理盐水中，细菌也能生长，加之内毒素性质比较稳定，如100℃时1h尚不能被破坏，必须加热至160℃经2～4h，或用强酸、强碱或强氧化剂加温煮沸30min才能灭活﹐因此，内毒素几乎无处不在。二、内毒素的移位肠道中寄存着数目庞大，种类繁多的细菌，其中的大肠杆菌等革兰阴性杆菌不断向肠腔中释放内毒素。因此，肠腔不仅是“储菌所”，也是“内毒素库”，肠腔中的内毒素含量足以导致宿主死亡，但由于肠粘膜具有良好的屏障功能，故生理情况下仅有少量内毒素向肠外移位，而且这些内毒素很快被肝脏所破坏。但是，当化疗、休克引起的缺血缺氧、严重创伤、烧伤时的应激等因素导致肠黏膜屏障功能受损时，内毒素向周围组织器官中或血液中移位，其移位途径包括：①经门静脉、肝脏进入体循环；②经肠道淋巴管进入淋巴系统；③穿过肠壁进入腹膜腔进而吸收入血。肠道细菌、呼吸道细菌等产生的内毒素引起的内毒素血症，称为内源性内毒素血症；创面感染灶或体内感染灶的内毒素也可以向血液中移位，来自于感染灶的内毒素﹑输注的液体中污染的内毒素等引起的内毒素血症，称为外源性内毒素血症。
在人类赖以生存的自然环境中，生活着数以万计的微生物，它们不断地与人体发生接触，或黏附于皮肤表面，或被摄入消化道、吸入呼吸道，有的甚至穿越皮肤、黏膜屏障而侵入机体，与此同时，病原体的某些特定的保守结构向机体发出感染危险信号，从而激活机体防御系统产生防御应答，限制病原体扩散，清除、杀灭病原体；清除、中和病原体释放的产物。革兰阴性杆菌感染时，作为感染危险信号的内毒素，同时也是最主要的机体防御应答诱导剂。机体防御系统主要由天然免疫系统和获得性免疫系统组成。天然免疫系统包括皮肤、黏膜的机械屏障及其表面的正常菌群、杀菌和（或）中和毒素的物质、补体等体液成分、单核一吞噬细胞系统等。天然免疫系统对细菌及其产物的识别和应答是非特异性的，因而能够对入侵的病原体立即做出应答，从而构成机体防御系统中的第一道防线。获得性免疫系统由抗体介导的体液免疫及T细胞介导的细胞免疫构成。获得性免疫系统对病原体及其产物的应答是特异性的，即只对特异性抗原作出特异性免疫应答，而且只有在受到特异性抗原刺激或诱导后，获得性免疫系统才能够建立。尽管健康人体已经具有了完善的获得性免疫系统，但对病原体及其产物的识别仍有赖于古老的天然免疫系统。巨噬细胞、树突状细胞等天然免疫细胞识别病原体特定成分，并将病原体摄入细胞内加以杀灭，将病原体降解后形成的特异性抗原提呈给抗原特异性T细胞，从而形成激活抗原特异性T细胞的第一刺激信号；天然免疫细胞受内毒素等病原体特定成分刺激后，能够分泌细胞因子并在细胞表面表达共刺激分子，从而形成激活抗原特异性T细胞的第二刺激信号，促使T细胞活化，产生特异性细胞免疫。特异性免疫反过来又可以加强天然免疫系统，从而有效地抵抗病原体感染。内毒素在机体内的代谢过程主要包括：内毒素的释放和移位、内毒素的清除和解毒。机体防御系统对内毒素产生应答时，起主要作用的是天然免疫系统，它几乎参与了内毒素在机体内代谢的整个过程：肠道黏膜屏障能够抑制肠道内毒素移位；清道夫受体（scavenger receptors，SR）等介导吞噬细胞识别、吞噬、清除内毒素；肝脏库普弗细胞（Kupffer cell，KC）清除内毒素；杀菌性/通透性增加蛋白（bactericidal/ permeability in-creasing protein，BPI）等中和内毒素。
一、内毒素分子的跨膜转运LPS分子合成后从周质间隙转运至外膜的机制不清。与磷脂的跨膜转运不同，LPS的跨细胞外膜转运是不可逆的。ABC转运装置中的MsbA可能参与LPS分子的跨膜转运，该过程需要ATP参与。Muhlradt等提出LPS分子可能通过内、外膜黏附点处的“Bayer桥”（Bayers bridges）实现跨膜转运，因为新合成的LPS分子都位于此处的细胞外膜的外叶，通过外叶中LPS分子的横向运动，这些胞膜皱缩呈散在分布。每个细胞大约有50处这种内外膜间的黏附点。二、O-特异多糖链合成的遗传学研究与O-抗原合成有关的基因分三类（表3-2）：①NDP-单糖合成有关的基因，此类基因的命名按其参与合成的糖命名，如与CDP-阿比糖合成有关的基因命名为abe；②NDP单糖转移有关的基因，其命名为wb-，它的产物为糖基转移酶，负责О-抗原重复单位合成中的糖基转移；③多糖链加工有关的基因，命名为wz-，如参与O-抗原链长度调节的基因命名为wZz。综上所述，LPS的生物合成是在细胞膜的胞浆面独立合成core-Lipid A和О-抗原，二者在周质间隙面连接形成完整的LPS分子，经跨膜转运分布于细胞表面。由于LPS分子的多样性，迄今仍有许多尚未阐明。如短波单胞菌Lipid A的分子具有一个2，3-二氨基-2，3-双脱氧-D-葡萄糖（DAG）二糖而不是葡萄糖胺二糖结构；而空肠弯曲菌则含有一个由DAG和葡萄糖胺组成的杂二糖结构等，因此完整揭示内毒素的分子结构，尚需进一步的研究工作积累。
从Lipid ⅣA开始，核心多糖的合成是在非还原性葡萄糖胺的C-6m´上引入KDO（核心寡聚糖）后，逐步加人庚糖和己糖。合成完整内核的酶在大肠杆菌中是由waa（rfa）基因编码，调控机制目前仍不清楚。一、KDO的合成与附着KDO的合成包括三个连续反应（如下图）：其中8-磷酸-KDO合成酶是由kdsA基因编码的。KDO的附着是在CMP-KDO合成酶（CKS）（ kdsB基因编码）催化下，KDO与CTP反应生成CMP-KDO活化形式，非活化的KDO是无法直接与 Lipid ⅣA结合的。CMP-KDO在KDO转移酶的催化下，将KDO结合至Lipid ⅣA的C-6´位上，然后再在同样的转移酶的作用下将第2个KDO分子加至第1个KDO分子上。二、庚糖和己糖的加入在细胞膜的胞浆面，庚糖和己糖分别以ADP和UDP结合的活化形式，在一系列膜相关的糖基转移酶催化下，被逐一加人到KDO分子上。这些膜相关的糖基转移酶可能存在于细胞膜的胞浆面，缺乏跨膜区，其大小和结构相似。有关单糖的转运装置，目前尚不清楚。因此合成的core-Lipid A分子可能是在ABC转运装置（ATP-binding cas-sette（ABC）- transporter）的参与下从细胞膜的胞浆面转移到周质间隙面，在周质间隙内进一步完成与O-抗原多糖链的连接反应，从而生成完整的LPS分子（图3-3）。核心多糖的合成过程如图3-4所示。在核心多糖的合成过程中，ADP-Hep是内核合成的重要环节。在大肠杆菌中ADP-Hep的合成需要三种蛋白质参与，它们是GmhA（景天庚酮糖-7-磷酸异构酶）、HldE（双功能D-3-D-甘露庚糖7-磷酸激酶或DβD-庚糖1-磷酸腺核苷酰基转移酶）和GmhB（D，D-庚糖1，7双磷酸酶）蛋白，此外还有ATP和7-磷酸景天庚酮糖。ADP-Hep的合成受waaD（rfaD）基因调控。三、core-Lipid A的跨膜转运在core-Lipid A合成后，转运至细胞膜的周质间隙面，在此完成与O-抗原的连接，形成完整的LPS分子。目.前，关于core-Lipid A跨膜转运的具体机制仍不清楚，可能与msbA基因有关。msbA基因是大肠杆菌内的一种重要的基因，它与哺乳动物的mdr蛋白和某些细菌编码ABC转运装置的基因具有高度的同源性，而mdr2（哺乳动物细胞中的一种ABC转运装置）参与了卵磷脂的跨膜转运，这提示msbA有可能也参与了core-Lipid A的跨膜转运。大肠杆菌的msbA基因作为htrB突变体的抑制物已经得到证实。htrB基因编码十二烷酰转移酶，它在KDO附着于Lipid ⅣA后才起作用，能将十二烷酰链从酰基载体蛋白转移至KDO-Lipid ⅣA上，研究表明，在高温环境下（42℃ 3h），msbA基因编码的MsbA蛋白可能作用于core-Lipid A 的跨膜转运过程，因为它可以明显减少htrB基因突变体所形成的四脂酰化的core-Lipid ⅣA在细胞膜胞浆面的聚集。与五脂酰化或六脂酰化的core-Lipid A相比，MsbA蛋白对四脂酰化的core-Lipid ⅣA的转运效率是有所区别。Raetz等通过热敏的msbA突变株在不够条件的温度下导致充分酰化的core-Lipid A在胞浆面的聚集，证实了其跨膜转运功能。Msb A蛋白作为ABC转运装置家族成员之一在core-Lipid A的跨膜（细胞膜）转运及合成过程中起重要作用，并且它也可能参与磷脂的跨膜转运。参与核心多糖合成过程中的糖基转移酶或修饰酶是由一类介于cysE和 pyrE基因之间的wa-基因编码（如表3-1），分布在三个操纵子中。例如对于大肠杆菌R1的核心结构而言，其生物合成是在一系列 waa-基因的调控下进行的（图3-5）。 图3-5中A部分表示大肠杆菌R1核心多糖的己糖和庚糖的糖基化转移、修饰和磷酸化过程的 waa基因调控；B部分表示参与核心区合成的各个基因分布位点，另外指出waaF基因位于waaC基因的上游（与大肠杆菌K-12和鼠伤寒沙门菌相同）。
O抗原的合成发生在细胞膜的胞浆面，以膜结合脂（GCL）与 NDP-单糖结合为起始点，至新生O抗原在周质间隙面与core-LipidA连接成LPS为终止点。GCL又名脂质抗原载体（ antigen-carrie lipid，ACL），是一种十一异戊二烯醇（undecaprenola或prenol）单磷酸﹐它在细胞内合成并可进一步磷酸化。在细胞膜上，GCL、P-GCL和 PP-GCL间的磷酸化和去磷酸化维持一定的动态平衡，在О抗原的合成过程中发挥重要作用。О-抗原合成途径分为两种下面介绍其中一种：O-抗原多聚化酶（Wzy）依赖型此途径的第一步是在GCL上进行寡聚糖重复单位的合成，其主要特征是寡聚糖重复单位在胞浆面以GCL-PP形式合成，然后在О-抗原易位酶（Wzx）参与下转移至周质间隙面以进行重复单位的多聚化反应，多糖链向还原末端延伸，在非常接近膜的部位发生聚合，该反应需要Wzy催化。Wzy的调控基因若发生缺失，则只能形成结合一个重复单位的LPS（半粗糙型）。通过此途径合成的O-抗原均为异聚体（即重复单位由不同的糖基构成）。1、O-抗原重复单位的合成该步反应发生在细胞膜的胞浆面（图3-6）。如沙门菌属的三糖基本骨架，在磷酸化酶的作用下UDP-Gal与GCL-P反应形成GCL-PP-Gal和UMP。在通过两次糖基化反应是不同的NDP-单糖转移到Gal-PP-GCL上，形成三糖基本骨架。沙门菌О-抗原的三糖骨架重复单位的合成如下图：2、O-抗原多糖链的聚合GCL-PP-Gal在一系列糖基转移酶的催化下完成重复单位的合成。新合成的GCL-PP-重复单位作为一个整体从胞浆面转移至周质间隙面，此转运过程可能是在Wzx参与下完成的，Wzx是一种具有12个跨膜区域的疏水性蛋白质。在Wzy催化下，己经聚合的重复单位链被转位到新合成的GCI-PP-重复单位上（图3-6），因此多糖链的延长是在其还原端开始的。沙门菌О抗原多糖的聚合反应可以用下式表示：重复单位的聚合发生在细胞膜的周质间隙面（图3-3，图3-6）。已转位出多聚体的PP-GCL在进行下一次重复单位合成前，须经过焦磷酸酶作用形成P-GCL才能再次进入循环。3、聚合后的修饰沙门菌О-多糖重复单位的取代可表现出异质性，主要表现在O-抗原重复单位上单糖和（或）O-乙酰基取代基团的有无。例如鼠伤寒沙门菌О-特异多糖的半乳糖4位上被葡萄糖取代，从而形成О-抗原因子122，即在半乳糖上连接有以α-1，4键相联的葡萄糖。这是所谓的O-抗原修饰的典型例子。该反应需要一个葡萄糖脂中间物质的参与，这一物质己经被确定为β-Glc-P-GCL。4、多糖的转位在连接酶Waal的作用下，О抗原在细胞膜的周质间隙面与core-Iipid A连接，形成完整的LPS分子。Waal是目前己知的惟一与连接反应有关的酶﹐能有效地把高分子量多聚体或低分子量寡聚体连接起来。Waal可同时识别О-抗原和core-Lipid A中的核心结构，目前对该连接酶的认识还较少。大肠杆菌K-12的某些О-抗原重复单位与核心多糖相连的糖基为N-乙酰葡萄糖胺而非半乳糖。这类重复单位的合成是由对衣霉素敏感的UDP-GlcNAc：GCL-P-GlcNAc-1-P转移酶（WecA）催化起始反应的（图3-6），后续的重复单位合成和多聚化反应与沙门菌的相同。
Lipid A的生物合成发生在细胞膜的胞浆面。既往认为Lipid A的合成起点为UDP-N-葡萄糖胺（UDP-GlcN），目前已证实真正的合成起点为UDP-N-乙酰葡萄糖胺（UDP-GlcNAc）。Lipid A的合成是在lpx基因簇编码的一系列酶的催化下，经过UDP-N-乙酰葡萄糖胺、UDP-单脂酰乙酰葡萄糖胺、UDP-2，3二脂酰葡萄糖胺、Lipid Ⅹ、LipidⅣA等一系列中间体的合成步骤，最终生成Lipid A。其中β-羟基14烷酸-酰基载体蛋白[（β-OH）C14-ACP]在Lipid A的生物合成中提供Lipid A结构中的β-羟基14烷酸﹐酰基载体蛋白（acyl carrier protein，ACP）由acpP基因编码。一、UDP-单脂酰乙酰葡萄糖胺在UDP-N-乙酰葡萄糖胺酰基转移酶（UDP-GlcNAc O-acyltransferase）（lpxA基因编码）的作用下，UDP-GlcNAc在3-羟基位被（β-OH）C14-ACP提供的β-羟基14烷酸酰化生成UDP-单脂酰乙酰葡萄糖胺（UDP-3-monouoyl-GlcNAc）（图3-1）。二、UDP-2，3二脂酰葡萄糖胺和Lipid ⅩUDP-3-monouoyl-GlcNAc在N-脱乙酰酶（UDP-3-O-N-acetylgluco samine deacety-lase）（lpxC基因编码）作用下脱去C-2氨基上的乙酰基团，然后在酰基转移酶（acyl-transferase）（lpxD基因编码）的催化下向C-2氨基转入ACP结合的β-羟基14烷酸，生成UDP-2，3-二脂酰葡萄糖胺（UDP-2，3-Di-acyl-GlcN）（图3-1）。最后在焦磷酸酶的作用下，磷酸置换出UDP，生成1-磷酸-2，3-二脂酰葡萄糖胺即 Lipid X（图3-2）。三、Lipid Ⅳ A在Lipid A 双糖合成酶（disaccharidesynthase）（lpxB基因编码）的催化下，UDP-2，3-二脂酰葡萄糖胺和 Lipid X在1-6位置通过焦磷酸键连接缩合生成Lipid A前体分子二糖1-磷酸（二糖1-P）。此时每个糖基上有2个β-羟基14烷酸，还原性葡萄糖胺的C-1位上有一磷酸基。然后在C-4-膜结合激酶（membrane bound 4 kinase）的作用下（在大肠杆菌中由lpxK基因编码），非还原性葡萄糖胺的C-4上再连接一个磷酸基团，生成1，4-二磷酸四脂酰葡萄糖胺双糖即LipidⅣA（图3-2）。四、Lipid ALipid ⅣA在转变为Lipid A 的合成反应中，在KDO转移酶（KDO transferase）（kdtA/ waaA基因编码）的作用下，非还原性葡萄糖胺的C-6´与CMP-KDO中的KDO偶联。然后在同样的转移酶作用下使第2个CMP-KDO与第一个KDO的C-4-OH结合。Lipid A中的脂肪酸（十二烷酰和十四烷酰链）是在KDO结合到Lipid ⅣA后，再通过一种独特的酰基转移酶（acyltransferases）（htrB和msbB基因编码），在Lipid ⅣA的C-2´和C-3´位脂肪酸主链上再引入2个饱和脂肪酸（C12，C14），从而在胞浆面形成较为完整的疏水性的锚状结构即KDO-Lipid A（图3-3）。在第4步的合成中，不同细菌所连接脂肪酸链的程度可以不同，这是造成不同细菌的LPS毒力差异的原因之一，这与某些基因的调控有关，如沙门菌的PhoP/PhoQ因子，它可调控Lipid A中2-羟基十四烷酸盐和棕榈酸盐的修饰，从而增强了细菌对宿主非特异性免疫识别的逃逸能力。沙门菌逃避宿主杀灭的机制﹐主要受控于PhoP/PhoQ双成分调节因子。PhoP/PhoQ通过磷酸化或结合特定的启动子，诱导或抑制基因的表达，这些基因称为phoP激活基因（pag）和phoP抑制基因（prg）。通过这些基因的调控表达，可使沙门菌适应外周的环境，抵抗宿主细胞的杀灭作用。pag基因和prg基因的平衡表达是维持沙门菌生存所必需的。目前发现pagC、pagD、pagJ 、pagK、pagM和pagP与沙门菌的毒力有密切关系。参与Lipid A合成的酶都位于细胞质或细胞膜的胞浆面，因为在体外研究中发现，从Lipid ⅣA转变成Lipid A的过程中都需要去垢剂的激活。但近年在鼠伤寒沙门菌中发现，由pagL基因（PhoP/PhoQ-activatedgene L）编码的一种独特的脱酰酶以及在大肠杆菌中由pWLP21质粒控制合成的蛋白质，可以 PhoP/PhoQ依赖的方式导致Lipid A的R-3-羟基十四烷酸发生改变，从而造成Lipid A对阳离子抗菌肽的耐受性加强，但它不影响细菌细胞的生长。通过分离外膜和SDS/PAGE分析，该脱酰酶主要位于细胞外膜，由185个氨基酸序列组成，其氨基端是20个氨基酸组成的信号肽。在这个过程中，有可能lpxO基因也参与其中，它可能编码产生一种Fe2+/α酮戊二酸盐依赖的双加氧酶，催化Lipid A或其前体的羟基化，该酶是一种含有302个氨基酸的蛋白质，位于细胞膜上，其两端具有与膜结合的锚状结构；另一个位于外膜的酶由pagP基因所编码，其作用和pagL相似，参与2-羟基十四烷酸盐的修饰。尽管Lipid A的结构相当保守，但在许多生物体中，已证实Lipid A仍存在进一步的共价修饰，这种修饰可能与细菌的致病性或有利于其在宿主体内的生存有关。一种位于细胞膜胞质面的4-氨基-4-脱氧阿拉伯糖（4-amino-4-deoxy-1-arabinose，1-Ara4N）转移酶（ArnT）可以在Lipid A合成的过程中，将1或2个1-Ara4N转移至Lipid A或其前体分子Lipid Ⅳ A的磷酸基团上，从而导致大肠杆菌K-12和鼠伤寒沙门菌对多粘菌素的耐受。在鼠伤寒沙门菌中，该酶由染色体上的orf5，pmrK和yfbl基因编码，含有548个氨基酸残基并可能存在12个跨膜区域，在绿脓假单胞菌和耶尔森菌也被发现有类似的氨基酸序列。
从20世纪30年代至今，根据内毒素的理化性质而设计的分离、鉴定内毒素的技术方法主要有下述几种：一、分离提取（一）三氯醋酸法 Boivin和Messrobeanu于1935年，将活菌或经冷冻干燥的大肠杆菌，在4℃条件下与0.25N的三氯醋酸共同振荡或剧烈搅拌，将细菌细胞裂解，使LPS分子从破溃的细胞外膜上游离出来。离心后取上清液经浓缩后，加2倍体积的冷冻乙醇，将生成的沉淀物溶解、浓缩后冷冻干燥，即得到LPS干粉。此法提取的LPS含有10%左右的菌体蛋白，这些蛋白质可影响LPS的理化性质和生物学活性。（二）酚-水法 wesphal和luederitz于1952年为分离含蛋白质较低的LPS而建立的方法，以后被广泛应用于水溶性S-LPS的提取。具体过程为：在细菌的水溶液中，加入等量90%的酚将细胞裂解，使内毒素分子从破溃的细胞外膜上游离出来。68℃，振荡10～15min后，冷却、离心，收集富含LPS的水相，并反复用水萃取3～5次，然后将水相浓缩、冷冻于燥，得到粗提的LPS，将粗制品溶解于水，高速离心（100000g，2～3h），得到颗粒状LPS后再溶于水中冷冻干燥。此法提取的LPS纯度较高，蛋白质含量为1%~3%。（三）酚-氯仿-石油醚法 由Galanos设计的提取R-LPS的方法。预先经乙醇、丙酮、脱脂后的干燥菌，用90%苯酚﹑氯仿及石油醚按2∶5∶8所组成的混合提取液提取2～3次，取酚相，得到LPS和孔蛋白（porin）提取液，用减压法去除溶媒，加水形成沉淀，并洗涤3～5次，然后再用80%苯酚复溶，减压干燥，得到的LPS粗制品溶于水，超速离心取沉淀，即得到LPS纯品。此法纯化得到的LPS，不含核酸和多聚糖，蛋白质含量可控制在1%以下。（四）水-丁醇法 由Morrison等于1975年设计。水-丁醇法较酚法简便，温和，适用于提取大肠杆菌和沙门菌的LPS；所得制品含蛋白量约1%。但此方法仍存在一些不足，由于丁醇不能灭活制品中酶类，导致在制备过程和储存时，Lipid A常发生降解。二、纯化 （一）离子交换层析法利用阳离子树脂非特异性的吸附带负电荷LPS的性质，将LPS从流动相中分离纯化出来。（二）亲和层析法 利用多粘菌素B特异性结合LPS的特性，将多粘菌素B包被于聚丙烯胺树脂等高分子聚合物的表面，制成特异性结合LPS的层析柱，即可对LPS进行亲和层析法纯化。（三）金属离子和小分子量多胺成分的去除 通常情况下，未提纯的LPS溶液中存在大量的小分子带电物质，如Mg2+ 、Ca2+和少量的Fe2+ 、A13+、Zn2+、Na+等离子及乙醇胺、腐胺﹑精胺、亚精胺及尸胺等小分子量多胺。它们中和LPS分子上带负电荷的磷酸基团，使得本可以用带电荷的吸附剂将LPS除去的效果明显降低。电透析便是通过离子交换的方法进行LPS纯化的。其原理就是将很多的阴/阳离子交换膜交错地串联在一起，电解质溶液则在膜间流动，两侧施加直流电之后溶液中阳离子（如无机阳离子、生物碱等）向阴极移动而阴离子（如无机阴离子、有机酸等）向阳极移动。其中阴离子可顺利通过阴离子膜，但再往前移动时却被邻近的阳离子膜挡住。同样，阳离子也可以顺利地通过阳离子膜而无法通过阴离子膜。中性化合物及高分子化合物则留在透析液中，最终得到纯化的提取物（图2-6）。由于提取的LPS中含有较多带正电荷的杂质，因此在LPS的电透析过程中可发现阴极的pH值升高，阳极的pH值变化不明显的现象。电透析过程中LPS溶液的pH值常有一定程度的下降，同时由于有稳定LPS多聚体功能的Mg2+ 、Ca2+等离子成分被除去，LPS多聚体变为单体而发生沉淀。为避免此现象，需用NaOH或三乙胺将其中和到pH 7.0左右，使其形成中性的、高水溶性的LPS钠盐和LPS三乙胺盐而重新溶解。电透析结束时，LPS一般为酸性产物，此酸性LPS在水中的溶解度极低，可直接进行冻干处理，-4～-20℃低温保存，每次使用前可用不同的碱中和转化成所需要的LPS盐。（四）核酸成分的去除 根据LPS与核酸片段在分子量上的差异，可用超速离心法、电泳法等方法将其去除。
（一）热稳定性LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）中性溶液在室温放置数月，其生物学活性不发生明显的改变，在4℃或低温冰箱中，其生物学活性可保持数年至数十年。冷冻干燥的LPS中性粉剂，在室温或冰箱条件下可放置几十年或更长时间而不失去其生物学活性。细菌LPS具有很强的耐热性，一般的高压灭菌不能使其灭活，115℃ 30 min的湿热仅能破坏25%左右的内毒素活性。内毒素在50%相对湿度下可被环氧乙烷去除活性。当LPS的水溶液在不同温度下处理时，发现在200℃ 1h仍能检测出内毒素活性，而进一步加热到250℃ 30～45min，或180℃ 3~4h则活性完全消失。我国2000年版药典内毒素检查法规定，玻璃器皿的热原处理为250℃干烤1h以上。（二）酸碱稳定性室温条件下LPS在酸性溶液中可发生部分降解，这主要由核心多糖与Lipid A间糖苷键的裂解引起，在加热的条件下这一反应可加速。在0.1N醋酸中，100℃， 45min可使LPS失去90%的生物活性。在加热条件下﹐强酸溶液可使LPS分子彻底破坏。50%的枸橼酸（pH 1.0）可水解 Lipid A 的磷酸基团或羟基脂肪酸等活性基团。碱性因素主要导致Lipid A骨架上连接的磷酸酯键及脂肪酸酯键水解，使Lipid A 结构受到破坏，从而导致LPS分子失去活性。故LPS宜在中性﹑低温的条件下保存。（三）辐照对LPS的影响长时间（48h）、大剂量的Co60照射后，LPS的结构可以被完全破坏。如有条件，对不能用干烤处理的实验器具，可用长时间，大剂量的辐照清除LPS。（四）氧化剂对LPS活性的影响过氧化氢是一种强氧化剂，具有防腐、灭菌、除臭及清洁等作用。它分解后能释放大量新生态氧，可氧化分解LPS。过氧化氢主要裂解LPS中Lipid A还原端C1位的磷酸基团。产生的单磷酸LPS，使其毒性下降，实验证明，单磷酸的Lipid A毒性明显弱于野生型的Lipid A，这与过氧化氢降解LPS后毒性下降结果相符。用鲎试剂检测常用氧化消毒剂对大肠杆菌内毒素的灭活作用，结果显示，氯石灰溶液（含5000mg/L有效氯）在20℃作用30min、氯胺T溶液（含5000mg/L有效氯）在20℃作用70min可灭活95%以上的LPS活性。在60℃加热条件下，氯胺T灭活同量内毒素仅需40min，0.2%酸性高锰酸钾作用2min、1.0%中性高锰酸钾作用160min可灭活95%以上的LPS。
一、LPS的吸附特性LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）在水溶液中的多聚体，由于亲水性的O-特异性多糖链位于多聚体的外侧，因此，极易与疏水性物质发生吸附作用，尤其是实验中的各种塑料、玻璃容器。石棉、活性炭、荷电膜（荷电微孔滤膜）等能够非特异性地吸附LPS。因此，在制药工业中，利用这种特性，可以去除药品及药品原料中的内毒素。二、LPS 盐的物理特性（一）水溶性电透析后直接得到的酸性LPS被各种碱中和后得到不同的LPS 盐。它们在水中的溶解度差异很大。R-LPS的三乙胺盐在水中的溶解度可达20mg/ml，形成一种透明、无黏度的溶液。S-LPS的三乙胺盐溶解度可高达400mg/ml。迄今所知，LPS的三乙基乙胺或四乙基乙胺盐在水中的溶解度最大，LPS钾盐的溶解度稍高于钠盐而低于三乙胺盐，而LPS吡啶盐及铵盐的溶解度则低于LPS的钠盐，LPS的两价阳离子盐如钙、镁盐及有机盐的溶解度都极低，其中 LPS镁盐常常是不溶解的。（二）在缓冲液中的溶解度各种S-LPS盐在常用的生理性缓冲溶液中的溶解特性与它们在双蒸水中的溶解性相似，LPS的三乙胺盐溶解度最高，而LPS两价阳离子盐溶解度最低。而R-LPS 盐一般不溶于生理性缓冲溶液中。另外加入足够的两价阳离于可使R-LPS从溶液中完全沉淀下来。R-LPS钠盐比三乙胺盐更易被Ca2+及 Mg2+沉淀。LPS分子间形成不同程度的聚集体决定了各种盐类的不同溶解特性和特征性的沉淀系数（S）。
Lipid A是一种糖磷脂，它与一般磷脂分子在结构上有所差别：①一般的磷脂仅连结两个脂肪酸并且不具有双糖结构，而Lipid A在D氨基葡萄糖双糖骨架上连结多个脂肪酰残基；② Lipid A含饱和或3-羟基脂肪酸，后者中的羟基可被饱和脂肪酸进一步酰化形成3-脂酰基脂肪酸，这是Lipid A的特有成分；③Lipid A分子上的磷酸基团可携带大量的负电荷，使LPS可与阳离子发生强烈的相互作用，因而阳离子对LPS的物理特性和生物学功能发挥显著的影响。当用小牛血清白蛋白作为助溶剂时；白蛋白与Lipid A形成的Lipid A白蛋白复合物可完全溶于水，此复合物在真空干燥后仍可溶于水，这种溶解方法多年来被广泛地用于Lipid A生物活性的研究。Lipid A三乙胺或四乙胺盐的溶解度较高，一般可达10～50mg/ml，真空干燥不影响其溶解度。Lipid A 三乙胺盐的溶解度还取决于制备Lipid A时所用的水解方法。如果制备方法采用0.1mol/L HCl水解法，由于去除了Lipid A分子上酸敏感的1-磷酸，所形成的Lipid A即使经电透析转化成相应的三乙胺盐亦极难溶解，故磷酸基的存在对于Lipid A的溶解性是至关重要的。如果采用2mol/L HCl，由于HCl能与LPS中的阳离子快速且强烈地结合﹐在0℃的条件下作用几分钟后离心就可将Lipid A沉淀下来，用双蒸水多次洗涤，将上清液中的盐去除后得到酸性的LipidA，再用三乙胺中和滴定，得到水溶性较高的Lipid A 三乙胺盐。低浓度Lipid A钠盐具可溶性，但当浓度增加到1mg/ml时，Lipid A钠盐溶液的黏度就会显著增加。Lipid A的钙、镁、腐胺盐几乎完全不溶于水。由于LPS在强酸的条件下容易裂解成多糖和Lipid A，故强酸法不适合于LPS的去离子过程。Lipid A是一种两性分子，但双糖骨架的亲水性与脂肪酸的疏水性相比明显较弱。因此，Lipid A与亲水性的О-抗原及核心多糖分离后﹐游离的Lipid A水溶性降低，但可部分溶解于吡啶、三乙胺、二甲基亚矾等溶剂中。在溶解状态时，游离的Lipid A具有完整内毒素的大部分毒性作用。
Lipid A是一种分子量约为2000的磷脂，主要由氨基葡萄糖双糖构成的亲水性骨架和疏水性的长链脂肪酸两部分组成，其结构如图2-5所示。Lipid A是LPS中最为保守的部分、是LPS的毒性和生物活性中心，是LPS中最为保守的组成模式，无种属特异性。它位于LPS分子的最内侧，参与细菌外膜外叶的构成。 Lipid A双糖骨架由1个β-1，6-糖苷键相联的氨基葡萄糖双糖单位组成，通过X线衍射等方法已证明双糖单位在同一个平面上，且与外膜表面形成约45°的夹角。双糖骨架通过β（1，6）糖苷键连接，双糖骨架的C-1、C-4＇位磷酸化，如此构成Lipid A的亲水端﹐骨架的游离羟基和氨基可携带多种长链脂肪酸（C12，C14，C16等），这部分决定Lipid A的疏水特性。与其他分子相比，Lipid A这种规则的六边形构象使其在结构上更为稳固。革兰阴性细菌均具有基本一致的Lipid A双糖骨架，它们的主要不同在于骨架上连接的脂肪酸和（或）磷酸基团的差异。在结合的脂肪酸中﹐β-羟经基14烷酸（一种饱和14-C脂肪酸）存在于所有革兰阴性细菌LPS中，而其他脂肪酸的种类和数量因细菌种类而异。正是由于这种差别导致了不同细菌LPS毒力的较大差异﹐如缺乏一个或多个磷酸盐和（或）脂肪酸侧链的LPS毒力显著降低。KDO以α-糖苷键形式连结在非还原性氨基葡萄糖双糖（GlcNⅡ）的C-6＇位上，由于携带大量的负电荷，该键对H+的亲核攻击敏感。在酸性条件下，Lipid A很容易和核心多糖解离，而产生疏水性较强的游离Lipid A，用双蒸馏水反复洗涤后去除可溶性的多糖部分，得到纯度较高的Lipid A。如用1%的乙酸100℃ 3h降解处理LPS可获得水不溶性的 Lipid A纯品﹐即游离型Lipid A（free Lipid A），而存在于完整LPS分子中的脂质成分称为结合型Lipid A（bound Lipid A）。在溶解状态，游离型LipidA具有完整LPS的生物学活性。Lipid A结构变异将会直接影响细菌外膜的通透性和生存能力。与氨基葡萄糖双糖骨架相连的脂肪酸链是Lipid A的主要成分，肠道菌Lipid A一般含4条脂肪酸主链和两条支链，约占Lipid A分子量的70%~80%。在大部分的Lipid A中主要含十四碳的3-羟化脂肪酸，也可含有10～20碳的其他脂肪酸以及侧链脂肪酸。长链脂肪酸和磷酸盐均以酯键和酰胺键同氨基葡萄糖双糖相连。在碱性条件下，由于皂化反应使酯键和酰胺键水解断裂，因此，LPS和Lipid A在碱性条件下不稳定。
2023年12月22日-28日，科德角国际迎来了一场欢笑与温馨的圣诞主题团建活动。远离冬日的寒冷，远离城市的喧嚣，向着祖国的最南端出发，飞跃琼州海峡，开启了为期七天的海南环岛旅。
