細菌內毒素：革蘭陰性菌的脂多糖復合體及其生物效應

細菌內毒素，這一術語特指來自革蘭陰性菌細胞壁的脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)，是微生物死亡或裂解后釋放的一種高生物活性物質。LPS不僅是這些細菌的關鍵結構組分，還扮演著引發宿主免疫反應和病理狀態的重要角色。本文旨在概述LPS的化學結構、生物活性及其對宿主的雙重影響。

一、LPS的化學構造

LPS分子結構復雜，由三個主要部分構成：O-特異性鏈、核心多糖及類脂A，這三者共同賦予了LPS特別的生物特性。

O-特異性鏈位于LPS的最外層，由幾種不同的單糖單元構成，其序列和結構高度多樣，決定了不同細菌種屬間的特異性。這種多樣性使得O-鏈成為區分不同革蘭陰性菌的標志之一。

核心多糖位于O-特異性鏈之下，相對較為保守，分為內外兩部分。雖然在不同菌株間變化不大，但核心多糖中的特殊酮糖結構是連接類脂A的關鍵，對于LPS的穩定性至關重要。

類脂A，LPS的中心結構，由重復的氨基葡萄糖、磷酸基團和長鏈脂肪酸構成，具有強烈的疏水性。它是LPS內毒素活性的主要來源，即便脫離其他部分也能獨立發揮生物效應，如誘導炎癥反應。

二、生物學效應

LPS對宿主體內環境的影響復雜而深遠，既包括負面的致病效應，也存在某些積極的生物活性。

致病作用：作為強烈的外源性致熱原，LPS能激活免疫細胞釋放內源性致熱因子，導致發熱。同時，它促進血管活性物質釋放，引發血管擴張、通透性增加，可能導致低血壓、休克及代謝性酸中毒，嚴重時可威脅生命。

有益效應：值得注意的是，適量的LPS暴露可以增強機體的非特異性免疫功能，提高對抗感染和輻射的能力，促進網狀內皮系統的活性，并展現一定的抗腫瘤潛力，通過激發免疫監視機制促使腫瘤細胞凋亡。

綜上所述，細菌內毒素LPS不僅是革蘭陰性菌致病機制的核心，也是宿主免疫系統與微生物世界相互作用的重要橋梁。深入理解LPS的結構和功能，對于開發新型抗生素、疫苗以及調控免疫反應的策略具有重要意義。