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内毒素的发现与起源(二):生物领域的关注焦点

发布时间: 2023-12-18  点击次数: 162次

内毒素的发现主要应归功于对霍乱弧菌vibrio cholera的研究。在19世纪后期经常发生霍乱流行尤其是1892年前后在世界一些大的海港城市发生了大规模霍乱流行成千上万的人因此而死亡。因此当时霍乱研究备受关注。1884Robert Koch证明霍乱弧菌为霍乱的致病菌并在他的实验室里系统地开展了霍乱弧菌的致病性研究。当时在该实验室工作的Richard Pfeiffer1858~1945研究发现霍乱弧菌除释放不耐热的外毒素到培养基外并观察到霍乱弧菌能产生第2种完-全不同的毒素这种毒素可牢固结合在细菌细胞上具有很强的毒性作用在细菌溶解时才被释放出来。由于这种毒素与已发现的其他毒素明显不同,Pfeiffer称其为内毒素endotoxin。之后内毒素"一词被文献广泛引用。



几乎同时意大利人Eugenio Centanni1863~1948利用乙醇及其他分离过程从大肠杆菌、鼠伤寒沙门菌等自溶物中分离出---种无菌白色粉末的高致热原性物质。该物质对热十分稳定不属于蛋白质且与细菌的生存和细菌感染引起的病理变化密切相关,被他称为Pyrotoxina。应该说Centanni已获得较高纯度的内毒素是第一个认识细菌致热原与内毒素间密切关系的人。

Edmundweil1879~1922ArthurFelix1887~1956在变形杆菌的研究中发现细菌培养物呈两种生长形式即聚集swarming生长和不聚集nonswarming生长。他们将聚集生长的细菌称为Hauch德语),不聚集生长的细菌称为Ohne hauch。并从中分离出两种不同的物质被他们分别称为H-抗原和O抗原。其中O-杭原耐热。实际上O抗原就是内毒素。此外,A Joos将从鼠伤寒菌分离得到的热稳定物质称为β-agglutinogens

Pfeiffer的内毒素、Centannipyrotoxina和其他学者分离出的细菌过滤物均为含有多种细菌产物的混合物。经历了数十年后法国微生物学家Andre Boivin1895~1949与罗马尼亚科学家Lydia Mesrobeanu1908~1978一道在1932年发明了一种至今仍被广泛采用的从革兰阴性细菌提取内毒素的方法即三-氯-乙-酸trichloroacetic acidTCA法。该方法分离得到的产物主要为多糖和脂质仅含少量蛋白被他们称为antigenes glycido-lipidiques法语PennelHuddeleson利用TCA法从布鲁杆菌中也获得了细菌毒素被他们称为内抗原endoantigenWalter T.J.MorganWalter F.Goebel利用有机溶剂和水进一步改进TCA提取方法从而使获得的产物更为均一。随后的研究中许多学者都采用Morgan的提取物。

20世纪40年代初期,美国Bradley Coley医师利用灭活的Bacillus prodigiousus和链球菌的高致热原性混合物治疗恶性肿瘤病人,取得明显疗效。Murray Shear试图从Coley疫苗的活性成分Bacillus prodigiousus中分离出致肿瘤坏死的物质。结果显示分离物主要为多糖和脂质成分含有少量蛋白Shear等命名为脂多糖lipopolysaccharide

20世纪40年代后期otto WestphalOtto Luderitz系统地分析了Walter Morgan从沙门菌、大肠杆菌和其他肠道杆菌的分离物进一步发现分离物的致热活性主要集中在O-抗原复合物中且未降解多糖呈高致热原性结合蛋白的多糖活性较低降解多糖和单纯蛋白质则完-全无活性。1952年,Westphal建立了一种新的更有效的分离方法即热--水抽提法hot-phenol-water extraction method),其分离物几乎不含蛋白仅含糖、磷和脂肪酸成分具有非常强的生物活性静脉内注射1ng/kg就可致人发热WestphalLuderitz称为脂多糖。该方法的建立被认为是内毒素研究史-上的里程碑并成为经典的分离方法而被广泛应用。

早在20世纪初期,人们已从不同的革兰阴性细菌中分离出不同形式或不同纯度的内毒素物质不同的实验室对其有不同的命名。随着内毒素分离方法不断改进和提高以及相关学科如化学、生物学、血清学的发展20世纪50年代后人们逐步认识到这些从革兰阴性细菌分离得到的物质实际上为同一种成分并且是所有革兰阴性细菌细胞壁外膜上的主要结构成分对细菌生长和活力至关重要是革兰阴性细菌的主要致病因子并将这些物质统称为内毒素或脂多糖LPS。从此内毒素的研究日益受到微生物学家临床医师、生物学家和免疫学家的普遍重视。

1952年和1958年分别在美国纽约和德国弗赖堡召开了第一、二届内毒素国际会议。1988在美国得克萨斯大学微生物学教授L.Joe Berry的倡导和努力下成立了国际内毒素学会International Endotoxin SocietyIES),第一届学会主席为宾夕法尼亚大学免疫学教授Alois Nowotny。目前会员已遍布六大洲,39个国家400多名会员。1994创办了《内毒素研究杂志》Journal of Endotoxin Research),得克萨斯大学医学中心的David C.Morrison教授为第一任主编。

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