一、熱原(progon)

醫(yī)院臨床在使用藥品注射劑時，常有發(fā)生冷感、寒戰(zhàn)、發(fā)熱、頭痛、惡心、嘔吐、膚色灰白、休克、嚴(yán)重時導(dǎo)致死亡，這種癥狀稱為熱原反應(yīng)。

為提高藥品質(zhì)量和用藥安全，人們對熱原進行了廣泛的研究，直到1923年Seibert提出了用家兔檢測熱原的方法。在1942年美國藥典首先將家兔熱原檢查項收入藥典成為法定方法，中國藥典1953年版開始收載該方法，隨后的世界各國藥典都以動物熱原檢查法作為藥品質(zhì)量監(jiān)測的方法之一。

家兔熱原檢查法的優(yōu)點，可在規(guī)定時間里觀察到家兔的體溫變化，相應(yīng)反應(yīng)了熱原質(zhì)引起哺乳類動物復(fù)雜的體溫反應(yīng)過程。所以，在半個多世紀(jì)以來熱原檢查法，為保障藥品質(zhì)量和用藥安全發(fā)揮了重要作用。

但隨著制藥工業(yè)的發(fā)展和臨床用藥的要求，該方法的局限性越來越明顯。這種熱原檢查法，只局限于某種藥物進入體內(nèi)（血循環(huán)）是否能引起體溫變化或熱原反應(yīng)作為判斷藥品是否污染熱原的方法，已不能滿足醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的需要。其缺點：

①標(biāo)準(zhǔn)化程度低，無法判斷檢查樣品中存在的熱原質(zhì)到底是什么或是哪一種物質(zhì)。

②由于試驗動物家兔是處在被細(xì)菌污染的環(huán)境中，通過吸入或皮膚感染細(xì)菌內(nèi)毒素而被免疫，導(dǎo)致動物的個體差異較大。

③試驗動物受到藥品的藥理活性干擾，而影響體溫變化（如放射性藥品、抗生素、生物制品等），實驗結(jié)果難以判斷。

④設(shè)備及實驗費用昂貴（如建設(shè)動物房、水電、動物飼料等耗費），做一種藥品需要280元/次，而鱟試劑僅28元/次。

綜上情況分析，鱟試驗法可避免以上動物熱原檢查法的不足，該技術(shù)的成功和應(yīng)用真可謂是藥品質(zhì)量監(jiān)控一場大革命。

什么是熱原？目前國內(nèi)外仍未有統(tǒng)一的認(rèn)識，但從國內(nèi)外文獻(xiàn)報道中，一個共同的意見，都普遍認(rèn)為：它是指細(xì)菌內(nèi)毒素的脂多糖。

歐洲藥典委員會副主席J.Van Noordwijk提出：“嚴(yán)格地講，不是每一種熱原都具有脂多糖的結(jié)構(gòu)，但所有已知的細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖都有熱原活性”。在藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）條件下，藥品生產(chǎn)的質(zhì)量控制一般可以接受的觀點是：不存在細(xì)菌內(nèi)毒素意味著不存在熱原。

二、細(xì)菌內(nèi)毒素（Endotoxin）

細(xì)菌內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁上的一種脂多糖（Lipoply Saccharide）和微量蛋白（Protein）的復(fù)合物，它的特殊性不是細(xì)菌或細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，而是細(xì)菌死亡或解體后才釋放出來的一種具有內(nèi)毒素生物活性的物質(zhì)。其化學(xué)成分廣泛分布于革蘭氏陰性菌（如大腸桿菌、布氏桿菌、傷寒桿菌、變形桿菌、沙門氏菌等）及其它微生物（如衣原體、立克次氏體、螺旋體等）的細(xì)胞壁層的脂多糖，其化學(xué)成份主要是由O-特異性鏈、核心多糖、類脂A三部分組成。

<一>、O—特異性鏈：位于脂多糖分子最外層的多糖鏈，是由3—5個單糖（一般不多于25個）連成為一個多糖鏈。其單糖包括戊糖、氨基戊糖、已糖、氨基已糖、脫氧已糖等，單糖的種類、位置和排列順序和空間構(gòu)型，因菌種不同而異。因此，它決定菌體熱原的特異性。

<二>核心多糖：核心多糖的變異性較小，位于類脂A和0—特異性鏈（內(nèi)層）之間，在結(jié)構(gòu)上分為內(nèi)核心和外核心。外核心含有數(shù)種己糖，包括葡萄糖、半乳糖、乙酰氨基葡萄糖等組成。內(nèi)核心含有庚糖及特殊的酮糖（3-脫氧-D-甘露糖-辛酮糖KDO）。這部分結(jié)構(gòu)對不同菌株的LPS基本相似，而且KDO是以不耐酸的酮糖鏈與類脂A的氨基葡萄糖連接，是構(gòu)成內(nèi)毒素脂多糖的核心部分。

<三>類脂A：位于LPS分子結(jié)構(gòu)的外層，是由氨基葡萄糖、磷酸和脂肪酸（10—18C）組成，故稱之為糖磷脂，也是細(xì)菌外膜的一種，形成單體聚合物。具有疏水性（強）和親水性（弱）的雙相性。但是，類脂A可從O-特異鏈及核心多糖分離出來，游離的類脂A可自身凝聚成大分子的復(fù)合體而難溶于水，并具有生物活性。所以，類脂A（Lipida）是內(nèi)毒素多種生物活性或毒性反應(yīng)的主要基團。該基團沒有種屬特異性，所以各屬細(xì)菌的類脂A結(jié)構(gòu)相似，其毒性反應(yīng)相似。如發(fā)熱、血液流動力學(xué)改變、彌漫性血管內(nèi)凝血，并導(dǎo)致休克等。（附圖2）

由于類脂A有4條主鏈和2條支鏈的脂肪酸與內(nèi)酰胺連接組成，所以提純的內(nèi)毒素LPS是極為不穩(wěn)定的。這就要求內(nèi)毒素應(yīng)在低溫條件下保存，在工作中內(nèi)毒素稀釋應(yīng)盡可能地縮短時間，并要現(xiàn)配現(xiàn)用。 

三、內(nèi)毒素的生物活性與疾病的相關(guān)性

據(jù)文獻(xiàn)報道，在很早期（約19世紀(jì)末）的意大利學(xué)者Centanne通過菌屬自溶的方法，從革蘭氏陰性桿菌中提取出一種類似毒素的物質(zhì)，因為這種物質(zhì)對動物體產(chǎn)生致熱活性的同時，亦產(chǎn)生出一種病理學(xué)病性反應(yīng)，而被命名為致熱毒素（Pyrotoxina）。同時由德國的Buchner也從多種細(xì)菌中提取到相似的致熱毒素，并證實了這種毒素在導(dǎo)致白細(xì)胞數(shù)目的改變同時，具有增強機體對細(xì)菌感染時的免疫能力。因此建立了“發(fā)熱療法”。

在美國紐約的臨床醫(yī)師，William B·Coley用加熱法殺死錄桿菌和化膿性鏈球菌，將上清濾液用于各種惡性腫瘤（特別是肉瘤）的治療，取得較好的療效。他將這種細(xì)菌上清液命名為Coley氏毒素。此后murrayJ.Shear 證實Coley氏毒素中具有抗腫瘤作用的物質(zhì)為內(nèi)毒素。

直到1933年Boivin等學(xué)者在研究鼠傷寒桿菌的致病機理時，從鼠傷寒桿菌中提取出內(nèi)毒素。在50年代以后，對內(nèi)毒素的化學(xué)成分和化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究得到迅速發(fā)展。經(jīng)過大量實驗表明，內(nèi)毒素具有極強的生物學(xué)活性，特別是革蘭氏陰性菌感染和靜脈注射提取的內(nèi)毒素溶液時，可導(dǎo)致動物體發(fā)生內(nèi)毒素休克和死亡。

內(nèi)毒素的致病機理，主要是由于革蘭氏陰性桿菌（如大腸桿菌、沙門氏桿菌、傷寒桿菌，布氏桿菌、變形桿菌金黃色葡萄球菌等）和其它微生物（病毒、立克次氏體、衣原體螺旋體等）感染時，這類菌屬隨病灶滲液進入血液循環(huán)，并擴散到各種組織器官和體液細(xì)胞內(nèi)繁殖，這類菌屬在體內(nèi)死亡和解體后，才稀放出大量的細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖（LPS），據(jù)初步實驗表明，當(dāng)機體內(nèi)毒素濃度國值 > 0.005ng/ml時,可誘生內(nèi)源性熱原質(zhì)如腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素和β2—干擾素等。這些因子刺激體溫調(diào)節(jié)中樞導(dǎo)致機體發(fā)熱，細(xì)菌內(nèi)毒素直接或間接作用于肝臟和胰腺時，可使肝細(xì)胞損傷，使糖原異生酶（如葡萄糖—6—6磷酸酶、糖原合成酶）的活性降低，抑制糖原的異生和分解。同時內(nèi)毒素作用于胰腺導(dǎo)致胰腺功能障礙，并形成胰島素抵抗，造成血糖升高致使并發(fā)心肌炎和心肌腫大的系列高血糖癥狀。所以，革蘭氏陰性菌屬感染或在病灶中的細(xì)菌進入體液細(xì)胞繁殖，當(dāng)其死亡或解體后產(chǎn)生的內(nèi)毒素，可多次進入血液，引起反復(fù)發(fā)作，其病理變化極為廣泛，幾乎所有的器官和組織都可被侵犯，而引起各器官的功能障礙。其中以網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)最常見，淋巴、脾、肝、腎、骨髓中均有上皮細(xì)胞增生，形成肉芽腫，以肝臟有肉芽腫外，還可發(fā)生沖血、水腫和肝細(xì)胞壞死，最終導(dǎo)致肝硬化的發(fā)生。其它器官亦有相似的毒性反應(yīng)。

所以，加強對藥品和人體液中的細(xì)菌內(nèi)毒素監(jiān)測，對確保人體健康具有十分重要的意義。湛江博康海洋生物有限公司研制的定量鱟試劑和天津大學(xué)無線電廠研制的細(xì)菌內(nèi)毒素檢測定系統(tǒng)，為廣大醫(yī)藥學(xué)科學(xué)工作者提供了方便。