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內(nèi)毒素的發(fā)現(xiàn)與起源(二):生物領(lǐng)域的關(guān)注焦點

時間:2023/12/18閱讀:917
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內(nèi)毒素的發(fā)現(xiàn)主要應(yīng)歸功于對霍亂弧菌vibrio cholera的研究。在19世紀后期,,經(jīng)常發(fā)生霍亂流行尤其是1892年前后在世界一些大的海港城市發(fā)生了大規(guī)?;魜y流行成千上萬的人因此而死亡,。因此,,當時霍亂研究備受關(guān)注。1884,,Robert Koch證明霍亂弧菌為霍亂的致病菌,,并在他的實驗室里系統(tǒng)地開展了霍亂弧菌的致病性研究。當時在該實驗室工作的Richard Pfeiffer1858~1945研究發(fā)現(xiàn),,霍亂弧菌除釋放不耐熱的外毒素到培養(yǎng)基外,,并觀察到霍亂弧菌能產(chǎn)生第2種完-全不同的毒素這種毒素可牢固結(jié)合在細菌細胞上,,具有很強的毒性作用,,在細菌溶解時才被釋放出來。由于這種毒素與已發(fā)現(xiàn)的其他毒素明顯不同,,Pfeiffer稱其為內(nèi)毒素endotoxin,。之后內(nèi)毒素"一詞被文獻廣泛引用。



幾乎同時,,意大利人Eugenio Centanni1863~1948利用乙醇及其他分離過程,,從大腸桿菌、鼠傷寒沙門菌等自溶物中分離出---種無菌白色粉末的高致熱原性物質(zhì),。該物質(zhì)對熱十分穩(wěn)定,,不屬于蛋白質(zhì)且與細菌的生存和細菌感染引起的病理變化密切相關(guān),,被他稱為Pyrotoxina,。應(yīng)該說Centanni已獲得較高純度的內(nèi)毒素,,是第一個認識細菌致熱原與內(nèi)毒素間密切關(guān)系的人,。

Edmundweil1879~1922ArthurFelix1887~1956在變形桿菌的研究中發(fā)現(xiàn)細菌培養(yǎng)物呈兩種生長形式即聚集swarming生長和不聚集nonswarming生長,。他們將聚集生長的細菌稱為Hauch德語),,不聚集生長的細菌稱為Ohne hauch。并從中分離出兩種不同的物質(zhì),,被他們分別稱為H-抗原和O抗原,。其中,,O-杭原耐熱。實際上,,O抗原就是內(nèi)毒素,。此外,A Joos將從鼠傷寒菌分離得到的熱穩(wěn)定物質(zhì)稱為β-agglutinogens,。

Pfeiffer的內(nèi)毒素,、Centannipyrotoxina和其他學者分離出的細菌過濾物均為含有多種細菌產(chǎn)物的混合物。經(jīng)歷了數(shù)十年后,,法國微生物學家Andre Boivin1895~1949與羅馬尼亞科學家Lydia Mesrobeanu1908~1978一道在1932年發(fā)明了一種至今仍被廣泛采用的從革蘭陰性細菌提取內(nèi)毒素的方法即三-氯-乙-酸trichloroacetic acid,,TCA法。該方法分離得到的產(chǎn)物主要為多糖和脂質(zhì),,僅含少量蛋白,,被他們稱為antigenes glycido-lipidiques法語PennelHuddeleson利用TCA法從布魯桿菌中也獲得了細菌毒素,,被他們稱為內(nèi)抗原endoantigen,。Walter T.J.MorganWalter F.Goebel利用有機溶劑和水進一步改進TCA提取方法從而使獲得的產(chǎn)物更為均一,。隨后的研究中,,許多學者都采用Morgan的提取物。

20世紀40年代初期,,美國Bradley Coley醫(yī)師利用滅活的Bacillus prodigiousus和鏈球菌的高致熱原性混合物治療惡性腫瘤病人,,取得明顯療效。Murray Shear試圖從Coley疫苗的活性成分Bacillus prodigiousus中分離出致腫瘤壞死的物質(zhì),。結(jié)果顯示,,分離物主要為多糖和脂質(zhì)成分含有少量蛋白,,Shear等命名為脂多糖lipopolysaccharide,。

20世紀40年代后期otto WestphalOtto Luderitz系統(tǒng)地分析了Walter Morgan從沙門菌,、大腸桿菌和其他腸道桿菌的分離物,,進一步發(fā)現(xiàn)分離物的致熱活性主要集中在O-抗原復(fù)合物中且未降解多糖呈高致熱原性,,結(jié)合蛋白的多糖活性較低,,降解多糖和單純蛋白質(zhì)則完-全無活性。1952年,,Westphal建立了一種新的更有效的分離方法,,即熱--水抽提法hot-phenol-water extraction method),其分離物幾乎不含蛋白,,僅含糖,、磷和脂肪酸成分,,具有非常強的生物活性靜脈內(nèi)注射1ng/kg,,就可致人發(fā)熱WestphalLuderitz稱為脂多糖,。該方法的建立被認為是內(nèi)毒素研究史-上的里程碑,,并成為經(jīng)典的分離方法而被廣泛應(yīng)用。

,,早在20世紀初期,,人們已從不同的革蘭陰性細菌中分離出不同形式或不同純度的內(nèi)毒素物質(zhì)不同的實驗室對其有不同的命名,。隨著內(nèi)毒素分離方法不斷改進和提高,,以及相關(guān)學科如化學,、生物學,、血清學的發(fā)展20世紀50年代后,,人們逐步認識到這些從革蘭陰性細菌分離得到的物質(zhì)實際上為同一種成分,,并且是所有革蘭陰性細菌細胞壁外膜上的主要結(jié)構(gòu)成分對細菌生長和活力至關(guān)重要,,是革蘭陰性細菌的主要致病因子,,并將這些物質(zhì)統(tǒng)稱為內(nèi)毒素或脂多糖LPS。從此,,內(nèi)毒素的研究日益受到微生物學家,,臨床醫(yī)師、生物學家和免疫學家的普遍重視,。

1952年和1958年分別在美國紐約和德國弗賴堡召開了第一,、二屆內(nèi)毒素國際會議。1988,,在美國得克薩斯大學微生物學教授L.Joe Berry的倡導和努力下,,成立了國際內(nèi)毒素學會International Endotoxin SocietyIES),,第一屆學會主席為賓夕法尼亞大學免疫學教授Alois Nowotny,。目前會員已遍布六大洲,39個國家,,400多名會員,。1994創(chuàng)辦了《內(nèi)毒素研究雜志》Journal of Endotoxin Research),,得克薩斯大學醫(yī)學中心的David C.Morrison教授為第一任主編,。

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