内毒素的生物学活性介绍

如何影响GNB的LPS合成，使LPS和GNB能容易被宿主识别和清除，也是一种治疗内毒素血症的措施。在肠源性内毒素血症中，大肠杆菌（E.coli）多具有典型的LPS结构，易逃避宿主的吞噬清除反应，表现出强烈的内毒素生物学活性，引发各种毒性效应，所以在内毒素研究中，常常使用大肠杆菌的LPS进行评估内毒素的生物学效应和对各种干预措施的评价；而在外源性GNB感染时，其LPS结构缺乏典型的LPS结构，毒性相对较低，易被宿主清除。

德国学者Seydel等将LPS聚集体大分子置于生理盐水中，以巨噬细胞分泌的IL-6作为指示剂，用同步辐射X线衍射技术分析不同LPS的立体结构，发现锥体结构（cubic conformation）的LPS具有强烈的生物学毒性作用，而圆柱体（cylindrical conformation）的立方体化学结构缺乏毒性，或毒性较低。来自E.coli的六脂酰脂质A ，为倒置立方体结构（inverted cubic conformation），而来自E.coli的五脂酰脂质A和四脂酰脂质A则形成多板层性结构（multilamellar structure），且向有轻微胶粒结构（micellar structure）的倾向发展；而c.jejuni脂质A为一个单层板层状结构（unilamellar structure），有轻微的向倒置立方体结构发展的趋向。其他脂质A无一例外地都形成多板层性结构。肠道细菌六脂酰的每个脂质A为圆锥形或凹面形，五脂酰的脂质主要为圆柱形，四脂酰脂质A为圆柱形，并存在向圆锥形或凸面发展的倾向（疏水区的横切面略小于亲水区的横切面）。

目前资料显示，内毒素中LPS存在一个共同的原则，仅仅圆锥形或凹面的物理形状脂质A具有高度生物学活性，如肠道的E.coli。LPS 缺乏激动剂活性，与脂质A的圆柱形具有相关性。缺乏脂酰基团的LPS并不说明能作为拮抗剂的前提，可能是当内毒素内化（internalization）到单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞后，由酰基羧基水解酶（acyloxyacyl hydrolase，AOAH）酶解，生成去酰基脂质A ，同时也改变其立体形态学，此时无毒性效应。可见LPS 中有无酰基，并不能说明其有无毒性，需要了解其立体结构。

内毒素的生物学效应与LPS 的负电荷的多少，酰基链的数目，以及酰基的分布、酰基链的脂肪酸饱和程度、立体构象的改变等均影响内毒素的活性，该结论可为设计LPS 的类似物创造理论依据，使之拮抗具有毒性的LPS的作用。