内毒素检测研究进展简介

内毒素（Endotoxin）又称脂多糖（LPS，Lipopolysaccharide），是由类脂A、核心多糖和O抗原3个部分构成；是广泛存在于革兰氏阴性菌如大肠杆菌、沙门氏菌、布氏杆菌、伤寒杆菌等的细胞外膜中；是革兰氏阴性菌分裂或死亡时释放的具有内毒素生物活性的物质，是普遍存在于食品、环境、医疗器械、药品以及革兰氏阴性菌感染患者体内，并对人类和动物健康具有潜在的危害。例如，当先天免疫系统不成熟的新生儿摄入具有较高内毒素水平的乳粉时，其患内毒素血症的风险可能会增加。空气中的内毒素形成的气溶胶经呼吸系统，会加重呼吸系统疾病。内毒素是造成临床脓毒血症及多器官衰竭的关键毒力因子。微量的内毒素就可以导致生物体发热，产生炎症、组织损伤，甚至死亡，是住院患者死亡的主要原因。此外，内毒素检测在临床上可预判或诊断革兰氏阴性菌感染，是否存在败血症、脓毒血症和实现对对革兰氏阴性菌感染病程的监控。因此，高灵敏度和准确度的内毒素分析检测技术，在食品、环境、医药、临床及内毒素研究领域具有重要意义。

随着对内毒素生物活性、化学结构等研究的深入及大型精密分析仪器的发展和应用，内毒素的分析检测经历了从定性、半定量到定量分析的过程。内毒素分析检测方法按照原理大致分为两大类，即以内毒素生物活性特征分析检测方法和以内毒素的化学结构作为化学物质进行定量分析的检测方法。以内毒素生物活性特征分析检测方法主要有兔热原性试验（RPT）、单核细胞活性试验（MAT）法、鲎试剂（LAL）试验法、重组鲎C因子试验和重组酶联反应试验。以内毒素的化学结构作为化学物质进行定量分析的检测方法主要有以内毒素亲和组分（核酸适配体、多肽、中和蛋白分子、多聚合物、金属离子等）而构建的ELISA法和生物传感器法；以内毒素化学结构的特定化学组分而构建的色谱法（高效液相色谱法）、质谱法（基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）、色谱质谱联用法（气相色谱-质谱法、气相色谱串联质谱法、液相色谱串联质谱法）和毛细管电泳法。内毒素化学结构的特定化学组分主要有类脂A及其衍生物（3-羟基脂肪酸）和核心多糖的组分（3-脱氧-D-甘露糖-辛酮糖）。

以生物活性和化学结构为内毒素分析检测的方法各有优缺点。其中，以生物活性的分析方法具有快速、灵敏和具有较好地表征内毒素生物毒性等优点，已被广泛用于临床、药品制剂中内毒素检测；但其存在试剂原材料难以获取、重现性差、分析浓度范围较窄等确定，如制备鲎试剂的鲎成为国家二级保护动物；兔热原性试验和单核细胞活性试验法的重新性差；鲎试剂的分析浓度范围在0.01 ~ 1 EU/mL。结合现代分析仪器，以化学结构为分析方法在鉴定内毒素类型及其来源具有较大的潜力，且能简化样品前处理，提供更准确、可靠和稳定的内毒素测定结果。但该类仪器设备价格昂贵，对实验操作人员要求高，日常维护和运行成本大，仍停留在实验室研究阶段。此外，内毒素的结构是内毒素生物活性及提取和分离的基础，化学结构上的差异影响了内毒素的生物毒性，因此以内毒素的化学结构为分析方法难以实现对不同来源的LPS进行生物毒性评价，革兰氏阴性菌与内毒素活性及定量结果之间的相关性有待进一步研究。

随着对内毒素生物活性与化学结构的深入研究、细胞工程与重组蛋白工程的不断完善以及大、小型精密分析仪器的发展和应用，内毒素分析检测需要评价其生物毒性，才能更好的评价其危害性；模拟了人体热原反应，提供了更多的用于检测热原的细胞系；基因重组鲎试剂可替代鲎试剂，消除原料来源限制；现代大、小型精密分析仪器鉴别各种复杂样本中内毒素和定量等，其在内毒素检测领域将有广阔的前景。