❶ 內毒素休克的發生機理
(1)內毒素作用於血管內皮細胞、血小板和中性粒細胞,而使大量血小板和中性粒細胞聚集和粘附在微循環內(特別是肝和肺內),血流受阻(血小板和中性粒細胞的聚集和粘附,早期是可逆的,可被血流沖散)。同時,內毒素還可激活補體,使組織胺和5-羥色胺釋放,激活激肽系統,產生緩激肽,而使血管擴張,毛細血管開放數目增多(組織胺還使肝、肺微靜脈和小靜脈收縮),結果大量血液淤積在微循環內,回心血量和心輸出量減少,血壓降低。
(2)由於心輸出量減少,可使交感神經興奮和兒茶酚胺增多,內毒素還有擬交感作用,可引起小動脈收縮和動靜脈吻合支開放,毛細血管內動脈血灌流減少。
(3)內毒素損害血管內皮細胞、激活凝血因子Ⅻ、促使血小板聚集和釋放,再加上微循環淤血,通透性升高,血液濃縮,容易產生播散性血管內凝血(詳見《播散性血管內凝血》)。播散性血管內凝血在內毒素性休克中較為常見,有的是先發生播散性血管內凝血,而導致休克的發生和發展。
(4)內毒素性休克,除由於微循環動脈血灌流不足,使細胞代謝發生障礙外,內毒素還可直接損害細胞(線粒體腫脹),抑制氧化過程,而引起細胞代謝和功能變化。例如給動物注射內毒素後,在未出現嚴重的微循環障礙之前,就可發現血漿內溶酶活性升高,心肌抑制因子的產生,心肌收縮性減弱。因此內毒素對細胞的損害在休克發生過程中,也有一定的意義。
❷ 內毒素休克的發展
關於內毒素休克,過去曾有過慘痛的教訓。20世紀40年代青毒素剛問世的時候,醫生發現青黴素對腦膜炎奈瑟菌引起的流行性腦膜炎療效非常顯著。因此,凡發現這類病人,一律優選青黴素進行治療;且按照一般規律,用葯劑量隨病情嚴重程度而遞增。結果發生了意外,用大劑量青黴素治療重症腦膜炎患者時,不少發生了內毒素休克而死亡。後來經過研究分析,發現了其中的原委。病情嚴重的患者,體內存在的病原菌數量多,醫生採用大劑量「轟炸」,意欲「一舉殲敵」。快速、徹底殺滅病原體,這種戰略無可非議,但有些醫生忽略了另一方面,即流行性腦膜炎的病原菌是屬革蘭氏陰性菌的腦膜炎奈瑟菌,其致病物質是內毒素,而內毒素是要在病菌死亡後再放出的。如今用大劑量青黴素一下子將全部病菌殺死,也就是使大量內毒素一次放出,促成了內毒素休克,加速了患者的死亡。隨著醫學的進步,現在醫生遇到這類病人,一方面仍然要用大劑量的有效抗菌葯物去對付,同時要加用激素類葯物,以保護對內毒素敏感的細胞不對內毒素誘生的細胞因子發生反應,從而度過「休克」難關。猶如外科手術時,採用麻醉葯使病人喪失痛覺一樣。
❸ 請問是否內毒素血症如何治療
是
內毒素是革蘭氏陰性菌細胞壁中的一種成分,叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞菌細胞後才釋放出來,所以叫做內毒素。
內毒素不是蛋白質,因此非常耐熱。在100℃的高溫下加熱1小時也不會被破壞,只有在160℃的溫度下加熱2到4個小時,或用強鹼、強酸或強氧化劑加溫煮沸30分鍾才能破壞它的生物活性。與外毒素不同之處,還有:內毒素不能被稀甲醛溶液脫去毒性成為類毒素;把內毒素注射到機體內雖可產生一定量的特異免疫產物(稱為抗體),但這種抗體抵消內毒素毒性的作用微弱。
內毒素脂多糖分子由菌體特異性多糖、非特異性核心多糖和脂質A三部分構成。脂質A是內毒素的主要毒性組分。不同革蘭氏陰性細菌的脂質A結構基本相似。因此,凡是由革蘭氏陰性菌引起的感染,雖菌種不一,其內毒素導致的毒性效應大致類同。這些毒性反應主要有:
發熱反應。人體對細菌內毒素極為敏感。極微量(1-5納克/公斤體重)內毒素就能引起體溫上升,發熱反應持續約4小時後逐漸消退。自然感染時,因革蘭氏陰性菌不斷生長繁殖,同時伴有陸續死亡、釋出內毒素,故發熱反應將持續至體內病原菌完全消滅為止。內毒素引起發熱反應的原因是內毒素作用於體內的巨噬細胞等,使之產生白細胞介素1、6和腫瘤壞死因子α等細胞因子,這些細胞因子作用於宿主下丘腦的體溫調節中樞,促使體溫升高發熱。
白細胞反應。細菌內毒素進入宿主體內以後,血流中占白細胞總數60-70%的中性粒細胞數量迅速減少,這是因為細胞發生移動並粘附到組織毛細血管上了。不過1-2小時後,由內毒素誘生的中性細胞釋放因子刺激骨髓釋放其中的中性粒細胞進入血流,使其數量顯著增加,有部分不成熟的中性粒細胞也被釋放出來。革蘭氏陰性菌的傷寒沙門菌是例外,其內毒素使白細胞總數始終是減少狀態,目前還不清楚是什麼原因。由於絕大多數被革蘭氏陰性菌感染的患者血流中白細胞總數都會增加,所以現在醫生在診斷前,為了初步區別是細菌性感染還是病毒性感染,常常要化驗病人的血液,對白細胞進行總數測定和分類計數。被病毒感染的病人,其白細胞總數和中性粒細胞百分比基本在正常值范圍內。
內毒素血症與內毒素休克。當病灶或血流中革蘭氏陰性病原菌大量死亡,釋放出來的大量內毒素進入血液時,可發生內毒素血症。大量內毒素作用於機體的巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板,以及補體系統和凝血系統等,便會產生白細胞介素1、6、8和腫瘤壞死因子α、組胺、5羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質。這些物質作用於小血管造成功能紊亂而導致微循環障礙,臨床表現為微循環衰竭、低血壓、缺氧、酸中毒等,於是導致病人休克,這種病理反應叫做內毒素休克。
關於內毒素休克,過去曾有過慘痛的教訓。20世紀40年代青毒素剛問世的時候,醫生發現青黴素對腦膜炎奈瑟菌引起的流行性腦膜炎療效非常顯著。因此,凡發現這類病人,一律優選青黴素進行治療;且按照一般規律,用葯劑量隨病情嚴重程度而遞增。結果發生了意外,用大劑量青黴素治療重症腦膜炎患者時,不少發生了內毒素休克而死亡。後來經過研究分析,發現了其中的原委。病情嚴重的患者,體內存在的病原菌數量多,醫生採用大劑量「轟炸」,意欲「一舉殲敵」。快速、徹底殺滅病原體,這種戰略無可非議,但有些醫生忽略了另一方面,即流行性腦膜炎的病原菌是屬革蘭氏陰性菌的腦膜炎奈瑟菌,其致病物質是內毒素,而內毒素是要在病菌死亡後再放出的。如今用大劑量青黴素一下子將全部病菌殺死,也就是使大量內毒素一次放出,促成了內毒素休克,加速了患者的死亡。隨著醫學的進步,現在醫生遇到這類病人,一方面仍然要用大劑量的有效抗菌葯物去對付,同時要加用激素類葯物,以保護對內毒素敏感的細胞不對內毒素誘生的細胞因子發生反應,從而度過「休克」難關。猶如外科手術時,採用麻醉葯使病人喪失痛覺一樣。
❹ 內毒素休克是什麼
當病灶或血流中革蘭氏陰性病原菌大量死亡,釋放出來的大量內毒素進入血液時,可發生內毒素血症。大量內毒素作用於機體的巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板,以及補體系統和凝血系統等,便會產生白細胞介素1、6、8和腫瘤壞死因子α、組胺、5羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質。這些物質作用於小血管造成功能紊亂而導致微循環障礙,臨床表現為微循環衰竭、低血壓、缺氧、酸中毒等,於是導致病人休克,這種病理反應叫做內毒素休克。廈門鱟試劑
❺ 內毒素的血症介紹
內毒素血症是由於血中細菌或病灶內細菌釋放出大量內毒素至血液,或輸入大量內毒素污染的液體而引起的一種病理生理表現。內毒素血症分為內源性和外源性兩大類。
(1)內毒素血症發生的原因
在嚴重創傷、感染等應激狀態下可出現:全身網狀內皮系統功能障礙,免疫機能下降,腸道吸收的內毒素過多而超過機體清除能力;胃腸道粘膜缺血、壞死、屏障破壞,大量內毒素釋放入血;腸道吸收的內毒素因肝功能障礙由側枝循環直接入體循環;某些組織、器官的感染引起外源性內毒素入血。
(2)內毒素血症的臨床症狀
內毒素血症臨床症狀主要決定於宿主對內毒素的抵抗力。症狀和體征有:發熱,白細胞數變化,出血傾向,心力衰竭、腎功能減退、肝臟損傷、神經系統症狀,以及休克等。內毒素可引起組胺、5-羥色胺、前列腺素、激肽等的釋放,導致微循環擴張,靜脈迴流血量減少,血壓下降,組織灌流不足,缺氧及酸中毒等。
(3)內毒素血症的後果
內毒素血症可以出現在多系統的多種疾病中,通常導致致死性感染性休克、多器官功能衰竭、彌漫性血管內凝血等,病死率極高。
內毒素血症可引起一系列病理生理改變:
①發熱反應:內毒素直接作用於下丘腦體溫調節中樞,或作用於白細胞使之釋放內原性致熱原
②促使血管活性物質如緩激肽、組胺、5-羥色胺等釋放,使血壓下降,導致微循環障礙即中小血管動脈粥樣硬化
③引起白細胞和血小板減少,激活凝血、纖溶系統,產生出血傾向;彌漫性血管內凝血,如腦血栓等
④經C3旁路或經典途徑激活補體
⑤直接或間接損害肝臟,如脂肪肝等;引起糖代謝紊亂及酶學、蛋白代謝的改變,如糖尿病等
⑥激活白三烯、前列腺素、巨噬細胞、單核細胞及內皮細胞活性即產生亞急性和慢性的炎症反應。
(4)各類疾病內毒素血症的發生率
急性肝炎37-64%;爆發性肝炎58-100%;丙肝61.54%;膽石症伴急性梗阻性化膿性感染85%;燒傷85%;敗血症70%;多器官功能衰竭100%;急性胰腺炎90%;皮膚軟組織感染70-81.1%;腹腔感染72-84%;尿路感染70-80%(腎炎)、癌症70%;肺炎100%;上感100%。
(5)內毒素血症的治療
內毒素血症的治療原則多主張:
①減少內毒素的產生和吸收
②改善內毒素引起的微循環障礙。 許多非革蘭氏陰性菌感染的重症病人及處於應激狀態的患者,絕大部分出現內毒素血症,血漿中內毒素血症主要來源於腸道內毒素的吸收,因此腸源性內毒素血症是病人死亡的主要原因。
腸源性內毒素血症的發病機制與如下幾方面有關:
(1)腸道內毒素生成和攝取增多(腸道微生物移位)機體免疫功能受損和腸粘膜免疫屏障的破壞,內毒素移位,進入血循環;腸粘膜屏障功能障礙,粘膜缺血、萎縮、破損、脫落均可造成內毒素移位,發生腸源性內毒素血症;腸道微生態環境破壞,廣譜抗生素的長期應用減少了對抗生素敏感的厭氧菌的數量,導致革蘭氏陰性菌大量繁殖,突破粘膜屏障而移位進入血循環。
(2)肝臟對內毒素的清除功能減退,大量內毒素在肝臟未經解毒溢入體循環。
(3)門體系統功能障礙,出現門體分流,來自腸道的內毒素繞過肝臟,未經滅活解毒,湧入體循環,形成內毒素血症。
(4)淋巴液生成增加,腹腔淋巴管--胸導管是內毒素進入體循環的重要替代途徑。
(5)外周血內毒素滅活功能降低,各種原因造成的外周血滅活內毒素能力下降,易發生腸源性內毒素血症。
❻ 內毒素主要治療什麼病症
你好!
內毒素是革蘭氏陰性菌細胞壁中的一種成分,叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞菌細胞後才釋放出來,所以叫做內毒素。
內毒素不是蛋白質,因此非常耐熱。在100℃的高溫下加熱1小時也不會被破壞,只有在160℃的溫度下加熱2到4個小時,或用強鹼、強酸或強氧化劑加溫煮沸30分鍾才能破壞它的生物活性。與外毒素不同之處,還有:內毒素不能被稀甲醛溶液脫去毒性成為類毒素;把內毒素注射到機體內雖可產生一定量的特異免疫產物(稱為抗體),但這種抗體抵消內毒素毒性的作用微弱。
內毒素脂多糖分子由菌體特異性多糖、非特異性核心多糖和脂質A三部分構成。脂質A是內毒素的主要毒性組分。不同革蘭氏陰性細菌的脂質A結構基本相似。因此,凡是由革蘭氏陰性菌引起的感染,雖菌種不一,其內毒素導致的毒性效應大致類同。這些毒性反應主要有:
發熱反應。人體對細菌內毒素極為敏感。極微量(1-5納克/公斤體重)內毒素就能引起體溫上升,發熱反應持續約4小時後逐漸消退。自然感染時,因革蘭氏陰性菌不斷生長繁殖,同時伴有陸續死亡、釋出內毒素,故發熱反應將持續至體內病原菌完全消滅為止。內毒素引起發熱反應的原因是內毒素作用於體內的巨噬細胞等,使之產生白細胞介素1、6和腫瘤壞死因子α等細胞因子,這些細胞因子作用於宿主下丘腦的體溫調節中樞,促使體溫升高發熱。
白細胞反應。細菌內毒素進入宿主體內以後,血流中占白細胞總數60-70%的中性粒細胞數量迅速減少,這是因為細胞發生移動並粘附到組織毛細血管上了。不過1-2小時後,由內毒素誘生的中性細胞釋放因子刺激骨髓釋放其中的中性粒細胞進入血流,使其數量顯著增加,有部分不成熟的中性粒細胞也被釋放出來。革蘭氏陰性菌的傷寒沙門菌是例外,其內毒素使白細胞總數始終是減少狀態,目前還不清楚是什麼原因。由於絕大多數被革蘭氏陰性菌感染的患者血流中白細胞總數都會增加,所以現在醫生在診斷前,為了初步區別是細菌性感染還是病毒性感染,常常要化驗病人的血液,對白細胞進行總數測定和分類計數。被病毒感染的病人,其白細胞總數和中性粒細胞百分比基本在正常值范圍內。
內毒素血症與內毒素休克。當病灶或血流中革蘭氏陰性病原菌大量死亡,釋放出來的大量內毒素進入血液時,可發生內毒素血症。大量內毒素作用於機體的巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板,以及補體系統和凝血系統等,便會產生白細胞介素1、6、8和腫瘤壞死因子α、組胺、5羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質。這些物質作用於小血管造成功能紊亂而導致微循環障礙,臨床表現為微循環衰竭、低血壓、缺氧、酸中毒等,於是導致病人休克,這種病理反應叫做內毒素休克。
關於內毒素休克,過去曾有過慘痛的教訓。20世紀40年代青毒素剛問世的時候,醫生發現青黴素對腦膜炎奈瑟菌引起的流行性腦膜炎療效非常顯著。因此,凡發現這類病人,一律優選青黴素進行治療;且按照一般規律,用葯劑量隨病情嚴重程度而遞增。結果發生了意外,用大劑量青黴素治療重症腦膜炎患者時,不少發生了內毒素休克而死亡。後來經過研究分析,發現了其中的原委。病情嚴重的患者,體內存在的病原菌數量多,醫生採用大劑量「轟炸」,意欲「一舉殲敵」。快速、徹底殺滅病原體,這種戰略無可非議,但有些醫生忽略了另一方面,即流行性腦膜炎的病原菌是屬革蘭氏陰性菌的腦膜炎奈瑟菌,其致病物質是內毒素,而內毒素是要在病菌死亡後再放出的。如今用大劑量青黴素一下子將全部病菌殺死,也就是使大量內毒素一次放出,促成了內毒素休克,加速了患者的死亡。隨著醫學的進步,現在醫生遇到這類病人,一方面仍然要用大劑量的有效抗菌葯物去對付,同時要加用激素類葯物,以保護對內毒素敏感的細胞不對內毒素誘生的細胞因子發生反應,從而度過「休克」難關。猶如外科手術時,採用麻醉葯使病人喪失痛覺一樣。
❼ 中毒性休克的臨床資料
例均為住院患者,診斷符合輸液反應和中毒性休克綜合征的診斷標准。其中3例由肝病科轉入,1例由腫瘤科轉入。男3例,女1例,年齡55~65歲,平均61.6歲。基礎疾病:慢性活動性乙型肝炎1例,乙肝後肝硬化1例,酒精性肝病1例,肺癌晚期1例。輸液反應的發生時間為入院後5~30天。發生輸液反應時,輸入支鏈氨基酸加門冬酸鉀鎂3例,輸入復方氨基酸1例。主要臨床特徵全部病例均有寒戰、發熱、低血壓、惡心、嘔吐、不同程度的低氧血症、血小板減少等多系統功能受損。腹痛、腹瀉1例,猩紅熱樣皮疹2例。最高體溫在39.5~42度,熱程不超過1天。低血壓發生在發熱之前,血壓最低在40~50/20~30mmHg,持續4~10天。2例患者有嚴重肌痛,恢復期口周單純皰疹及口腔潰瘍。
實驗室檢查外周血WBC,,2例肝病患者輸液反應發生後呈一過性降低,次日4例均顯著升高,持續3~5天,中性粒細胞94%~97%。血小板4例均顯著減少。尿蛋白4例(+)~(++),2例鏡檢見紅、白細胞及顆粒管型。
中毒性休克綜合征的病原菌主要為金黃色葡萄球菌,主要毒素為中毒性休克毒素。革蘭氏陰性菌自溶或裂解,釋放耐熱的內毒素,輸入患者體內導致內源性致熱源和炎症因子釋放,炎症反應啟動、放大,引起一系列的病理生理改變,導致中毒性休克綜合征。本組患者在輸液過程中或輸液結束後不久出現寒戰、高熱、猩紅熱樣皮疹(2例因早期有嚴重低血壓未能觀察到猩紅熱樣皮疹)、多系統損害、直立性低血壓(或休克)。且均有嚴重的基礎疾病,免疫力低下,機體易感性增高。血及全部余液培養均陰性,發熱與血象升高的時間無關,持續時間短,很快恢復正常,進一步提示中毒性休克綜合征發生與毒素有關而非菌血症或敗血症。可能是所輸的液體在生產過程中消毒不嚴格,導致未被破壞的毒素進入機體,其菌體成分脂多糖對NO的合成酶激活作用,致使大量NO生成,NO引起外周血管擴張致嚴重的低血壓,並且對血管活性物質反應性降低,由此引發的器官組織的低灌注是器官功能衰竭主要因素。
過去有些醫生不願意使用NE,主要顧慮它可能對內臟器官的血流造成不利影響,尤其可能對腎臟造成不利影響。近年研究發現適量NE治療內毒素休克有良好的血液動力作用,其治療作用優於DA等正性肌力葯物。臨床上也發現NE在治療感染性休克中,不但不減少內臟血流,相反卻提高內臟器官的氧供,甚至能使用DA仍無尿的患者增加尿量。吳新民等曾對內毒素休克犬試驗證實,NE合用較單獨應用NE、DA更能改善休克犬心臟作功能力。李茂琴等證實NE合用多巴酚丁胺是治療感染性休克較理想組合。
聯合應用NE、DA、多巴酚丁胺治療中毒性休克綜合征,不但可以減少每一種葯物的劑量,從而減少心律失常等不良反應的發生,而且對NE、DA聯合仍不能使血壓提升的患者,療效滿意。但應注意,NE為強烈縮血管葯,我們連續應用10天後,穿刺部位血管發生局部血栓形成,與NE用量過大,穿刺損傷,低血壓,長期卧床有關。因此大量應用NE,推薦深靜脈給葯,注意觀察血管走行處有無壓痛,時間過長或有高凝傾向最好更換血管。氨基酸作為營養葯很容易受到污染,應用前應仔細觀察有無結晶,並注意病人反應。由於病例少,聯合NE、DA、多巴酚丁胺升壓治療8FF療效有待於進一步觀察。
❽ 內毒素是怎樣製成的有什麼用途
性質 外毒素內毒素 內毒素 存在部位 由活的細菌釋放至細菌體外 為細菌細胞壁結構成份,菌體崩解後釋出 細菌種類 以革蘭氏陽性菌多見 革蘭氏陰性菌多見 化學組成 蛋白質(分子量27,000~900,000) 磷脂一多糖一蛋白質復合物(毒性主要為類脂a) 穩定性 不穩定,60℃以上能迅速破壞 耐熱,60℃耐受數小時 毒性作用 強,微量對實驗動物有致死作用(以ug計量)。各種外毒素有選擇作用,引起特殊病變,不引起宿主發熱反應。抑制蛋白質合成,有細胞毒性、神經毒性、紊亂水鹽代謝等 稍弱,對實驗動物致死作用的量比外毒素為大。各種細菌內素的毒性作用大致相同。引起發熱、彌漫性血管內凝血、粒細胞減少血症、施瓦茲曼現象等 抗原性 強,可刺激機體產生高效價的抗毒素。經甲醛處理,可脫毒成為類毒霉,仍有較強的抗原性,可用於人工自動免疫 刺激機體對多糖成份產生抗體,不形成抗毒素,不能經甲醛處理成為類毒素 1.外毒素 產生菌主要是革蘭陽性菌中的破傷風梭菌、肉毒梭菌、白喉桿菌、產氣莢膜梭菌、A群鏈球菌、金黃色葡萄球菌等。某些革蘭陰性菌中的痢疾志賀菌、鼠疫耶氏菌、霍亂弧菌、腸產毒素型大腸埃希菌、銅綠假單胞菌等也能產生外毒素。大多數外毒素是在菌細胞內合成後分泌至細胞外;也有存在於菌體內,待菌溶潰後才釋放出來的,痢疾志賀菌和腸產毒素型大腸埃希菌的外毒素屬此。 外毒素的毒性強。1mg肉毒毒素純品能殺死2億只小鼠,毒性比KCN大1萬倍。不同細菌產生的外毒素,對機體的組織器官具有選擇作用,各引起特殊的病變。例如肉毒毒素能阻斷膽鹼能神經末梢釋放乙醯膽鹼,使眼和咽肌等麻痹,引起眼瞼下垂、復視、斜視、吞咽困難等,嚴重者可因呼吸麻痹而死。又如白喉毒素對外周神經末梢、心肌等有親和性,通過抑制靶細胞蛋白質的合成而導致外周神經麻痹和心肌炎等。 多數外毒素不耐熱。例如白喉外毒素在58—60℃經1—2h,破傷風外毒素在60℃經20min可被破壞。但葡萄球菌腸毒素是例外,能耐100℃30min。大多外毒素是蛋白質,具有良好的抗原性。在0.3%—0.4%甲醛液作用下,經一定時間,可以脫去毒性,但仍保有免疫原性,是為類毒素(toxoid)。類毒素注入機體後,可刺激機體產生具有中和外毒素作用的抗毒素抗體。類毒素和抗毒素在防治一些傳染病中有實際意義,前者主要用於人工主動免疫,後者常用於治療和緊急預防。 多數外毒素的分子結構為A-B模式,即由A和B兩種亞單位組成。A亞單位是外毒素活性部分,決定其毒性效應。B亞單位無毒,能與宿主靶細胞表面的特殊受體結合,介導A亞單位進入靶細胞。A或B亞單獨對宿主無致病作用,因而外毒素分子的完整性是致病的必要條件。利用B亞單位能與靶細胞受體結合後阻止受體再與完整外毒素分子結合,且B亞單位抗原性強;將B亞單位提純製成疫苗,有可能預防相關的外毒素性疾病。 根據外毒素對宿主細胞的親和性及作用方式等,可分成神經毒素、細胞毒 素和腸毒素三大類。 細菌的外毒素多數為A-B型分子結構,這類外毒素的作用機制不完全相同,又可分為幾種類型: (1)具腺苷二磷酸核糖基轉移酶活性的毒素:這類毒素通過轉移煙醯胺腺苷二核苷中的腺苷二磷酸(ADP)核糖,核糖基化真核細胞中腺苷環化酶復合物中的鳥嘌呤核苷結合蛋白。例如百日咳毒素和銅綠假單胞菌毒素A靶向的延伸因子-2(EF-2)是三磷酸結合蛋白;肉毒梭菌C2毒素使肌動蛋白結合至腺苷三磷酸;肉毒梭菌C3毒素即ADP核糖基轉移酶,靶向小分子鳥苷三磷酸結合蛋白Rho和Rac。這類毒素都為A-5B結構,即每一外毒素分子由1個A亞單位和5個B亞單位組成。包括有霍亂腸毒素、大腸埃希菌不耐熱腸毒素、百日咳毒素等。 (2)RNA糖基化酶毒素:這類毒素的分子結構式為A-5B。例如痢疾志賀菌產生的志賀毒素和大腸埃希菌0157:H7產生的Vero毒素。它們的A亞單位與蓖麻毒素蛋白的A亞單位具有同源性。A亞單位的N糖苷酶,直接作用於靶細胞核糖體的60S亞單位,使28S RNA近3ˊ端的特殊嘌呤殘基脫嘌呤。 (3)鈣調節蛋白依賴性腺苷酸環化酶毒素:炭疽毒素屬此類毒素。它由保護性抗原(PA)、水腫毒素(EF)和致死毒素(LF)三部分組成。單一組分無毒性,PA和EF可引起實驗動物皮膚水腫,PA和LF則使動物迅速死亡。PA和EF或LF反應產生完全的水腫毒素或致死毒素,符合A-B結構模式。水腫因子是一種鈣調節蛋白依賴性腺苷酸環化酶,進入靶細胞後導致cAMP水平增高。致死毒素是炭疽病死亡的主要毒力因子,它可能是一種金屬蛋白酶。 (4)具鋅結合內肽酶活性的神經毒素:這類毒素的代表是肉毒神經毒素(BoNT),其結構和功能與破傷風痙攣毒素(TeTx)相似。BONT和TeTx產生時為單一多肽,經蛋白酶水解成由二硫鍵連接的雙鏈毒素。100kDa重鏈與神經元受體結合,50kDa輕鏈封閉神經遞質的釋放。這兩種毒素均為鋅內肽酶,其靶分子是神經元膜內的小突觸泡蛋白(synaptobrevin),毒素可將之切割、降解而失活。鋅內肽酶活性位於這些毒素的輕鏈,若鋅結合基序發生突變則其活性喪失。 (5)其他梭菌外毒素:艱難梭菌可產生毒素A(腸毒素)和毒素B(細胞毒素)。毒素A和B的靶分子是Rho,其作用機制尚不清楚。 外毒素的分子結構不是A—B型模式的尚有: (1)損傷細胞膜的毒素:有兩種類型。一種具有磷脂酶活性。例如產氣莢膜梭菌的α毒素是磷脂酶C;金黃色葡萄球菌的β毒素是鞘磷脂酶;水腫梭菌的β毒素是卵磷脂酶等。這些毒素消化靶細胞膜的磷脂組分而引起細胞溶解。另一種是毒素本身嵌進細胞膜,使形成小孔。例如金黃色葡萄球菌α毒素通過在靶細胞上打孔而損傷細胞;產氣莢膜梭菌β毒素與金黃色葡萄球菌α毒素具有同源性,是一種孔形成毒素;鏈球菌溶素O是結合於靶細胞膜膽固醇的孔形成毒素,在寡聚化後形成小孔。 (2)激素樣作用的毒素:例如大腸埃希菌耐熱腸毒素ST-1能活化腸粘膜上的鳥苷環化酶,使cGMP水平增加,導致腹瀉。 細菌外毒素中,有一類具有超抗原(superantigen)作用。這些超抗原性外毒素主要是葡萄球菌腸毒素A-E、毒性休克綜合征毒素-1、鏈球菌致熱外毒素A-C等。這些毒素是強力的有絲分裂原,能活化一大群T細胞。它們結合至抗原遞呈細胞上的MHCⅡ類分子,以及T細胞受體β區刺激T細胞,產生和釋放大量IL-1、IL-2、TNF-α和IFN-γ等細胞因子。超抗原性外毒素引起的病症有毒性休克綜合征、猩紅熱、食物中毒等,也可能與一些自身免疫病有關,例如毒性 休克綜合征患者常伴有關節炎、滑膜炎等並發症。 2.內毒素 是革蘭陰性菌細胞壁中的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)組分,只有當細菌死亡裂解或用人工方法破壞菌體後才釋放出來。螺旋體、衣原體、支原體、立克次體亦有類似的LPS,有內毒素活性。 內毒素的分子量大於10萬,其分子結構由O特異性多糖、非特異核心多糖和脂質A三部分組成。 內毒素耐熱,加熱100°C經1h不被破壞;需加熱至160°C經2-4h,或用強鹼、強酸或強氧化劑加溫煮沸30min才滅活。不能用甲醛液脫毒成類毒素。內毒素注射機體可產生相應抗體,但中和作用較弱。 內毒素LPS能刺激巨噬細胞、血管內皮細胞等產生IL-1、IL-6、TNF-α及趨化因子等。小量內毒素誘生的這些細胞因子,可導致適度發熱、微血管擴張、炎症反應等對宿主有益的免疫保護應答。但當革蘭陰性菌進入血循環發生敗血症時,內毒素大量釋出,誘生的細胞因子過量,常致患者休克甚至死亡。高濃度的內毒素也可激活補體替代途徑,引發高熱、低血壓,以及活化凝血系統,最後導致彌散性血管內凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC). 脂質A是內毒素的主要毒性組分。不同革蘭陰性菌的脂質A結構雖有差異,但基本相似。因此,不同革蘭陰性菌感染時,由內毒素引起的毒性作用大致類同。 (1)發熱反應:極微量(1~5ng/kg)內毒素就能引起人體體溫上升,維持約4h後恢復。其機制是內毒素作用於巨噬細胞等,使之產生IL-1、IL-6和TNF-α這些具有內源性致熱原(endogenous pyrogens)的細胞因子。它們再作用於宿主體下丘腦體溫調節中樞,促使體溫升高發熱。 (2)白細胞反應:注射內毒素後,血循環中的中性粒細胞數驟減,系與其移動並粘附至組織毛細血管有關。1~2h後,LPS誘生的中性粒細胞釋放因子(neutrophil releasing factor)刺激骨髓釋放中性粒細胞進入血流,使數量顯著增加,且有左移現象。但傷寒沙門菌內毒素是例外,始終使血循環中的白細胞總數減少,機制尚不清楚。 (3)內毒素血症與內毒素休克:當血液中細菌或病灶內細菌釋放大量內毒素入血時,可導致內毒素血症(endotoxemia)。內毒素作用於巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板、補體系統、凝血系統等並誘生TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、組胺、5-羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質,使小血管功能紊亂而造成微循環障礙,表現為微循環衰竭和低血壓、組織器官毛細血管灌注不足、缺氧、酸中毒等。嚴重時則導致以微循環衰竭和低血壓為特徵的內毒素休克。 (4)Shwartzman現象與DIC:將革蘭陰性菌培養物上清或殺死的菌體注射入家兔皮內,8~24h後再以同樣或另一種革蘭陰性菌行靜脈注射。約10h後,在第一次注射處局部皮膚可出現出血和壞死,是為局部Shwartzman現象。若兩次注射均為靜脈途徑,則動物兩側腎皮質壞死,最終死亡,此為全身性Shwartzman現象。該現象不是抗原與抗體結合的免疫應答反應,因兩次注射僅間隔短時間,且兩次注射的革蘭陰性菌可為無抗原交叉者。在人類的嚴重革蘭陰性菌感染中常出現的DIC,其病理變化和形成機制酷似動物的全身性Shwartzman現象。