内毒素和脂多糖

脂多糖（LPS），或称内毒素，是革兰氏阴性菌外膜外层的主要分子。与分泌型外毒素不同，它是细胞的结构组成部分，当细菌裂解时才具有生物活性：其脂质A锚定部分是先天免疫的有效触发剂，过量时会驱动革兰氏阴性败血症的全身炎症。

Definition

脂多糖是革兰氏阴性菌外膜的一种糖脂，由膜锚定脂质A、核心寡糖和可变的O-抗原多糖组成；其脂质A部分是激活先天免疫信号的内毒素活性成分。

Scope

本主题涵盖脂多糖的结构（脂质A、核心寡糖和O-抗原）、其脂质A部分如何被先天免疫系统感知，以及内毒素为何引起全身炎症。它是细菌致病性方面的参考主题，不涉及败血症的临床管理。

Core questions

• 脂多糖的三个结构区域是什么？每个区域有什么作用？
• 宿主如何识别脂质A，通过何种信号通路？
• 内毒素为何会引起全身炎症而非局部损伤？

Key concepts

• 脂质A（内毒素活性成分）
• 核心寡糖
• O-抗原
• TLR4-MD2识别
• 先天免疫激活
• 内毒素与革兰氏阴性败血症

Mechanisms

脂多糖有三个区域：脂质A，一种基于葡糖胺的磷脂，锚定分子并携带其毒性活性；核心寡糖；以及O-抗原，一种在不同菌株之间变化的重复多糖，有助于血清学多样性。宿主通过Toll样受体4与MD-2复合物检测脂质A，由LPS结合蛋白和CD14递送配体；结合触发信号传导，诱导促炎细胞因子。这种识别在低暴露时具有保护作用，但当脂多糖丰富时（如在播散性革兰氏阴性感染中），相同的通路会驱动过度的全身炎症反应，这与感染性休克相关。

Clinical relevance

内毒素被先天免疫识别解释了革兰氏阴性菌血症为何能产生严重的全身炎症，而脂多糖结构是细菌血清分型的基础。本条目总结了内毒素生物学以供参考，并非诊断或治疗败血症的指南。

History

与分泌型外毒素不同的热稳定内毒素概念可追溯到19世纪90年代的Richard Pfeiffer。20世纪将其化学性质确定为脂多糖，并将其毒性定位到脂质A，世纪之交确定Toll样受体4是宿主内毒素的感受器，这项工作在先天免疫信号传导研究中得到了认可。

Key figures

• Christian R. H. Raetz
• Bruce Beutler
• Ernst Th. Rietschel

Seminal works

• raetz-whitfield-2002
• beutler-rietschel-2003

Frequently asked questions

为什么脂多糖被称为内毒素而不是外毒素？

它不被分泌，而是革兰氏阴性菌外膜的组成部分，主要在细菌受损或裂解时释放，这与主动分泌蛋白质的外毒素不同。

脂多糖的哪个部分负责其毒性？

脂质A锚定部分是内毒素活性成分；它是宿主TLR4-MD2复合物识别的部分，也是炎症反应的触发剂。