1 結(jié)構(gòu)與分布
ET是由脂多糖、蛋白質(zhì)和磷脂組成的復(fù)合物，分子量約1×108~20×108道爾頓。ET與菌體細胞壁密切相連，其活性成分是LPS，而蛋白質(zhì)和磷脂與ET的活性無關(guān)。LPS是一種大分子復(fù)合物，結(jié)構(gòu)多樣，具有抗原性和毒素性質(zhì)，由O抗原、基核多糖和類脂A三部分組成。①O抗原是由重復(fù)的低聚糖單位組成的多糖鏈構(gòu)成，這些低聚糖單位又由數(shù)個不同的單糖連接而成。O抗原多糖鏈與細菌的免疫學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，菌種不同，O抗原的單糖種類及排列方式也有差異，這種差異決定了多糖鏈抗原的特異性；②基核多糖是由單糖(己糖、庚糖等)、磷酸乙酰胺以及2-酮基-3-脫氧辛酸(KDO)等組成的鏈狀化合物，該鏈的一端與O抗原多糖鏈相連，另一端與類脂A相接。一般同一菌種間的基核多糖變化不大。大腸桿菌的基核多糖一端由三個KDO與類脂A以共價鍵相結(jié)合，另一端由葡萄糖與O抗原相連；③類脂A是LPS活性不可缺少的部分，可視作LPS的生物活性中心，是抗原活性部位，保存著LPS的各種生物學(xué)活性。試驗證明，類脂A具有致死性、致熱性、抗補體性以及能引起骨髓壞死等特性。類脂A中的脂肪酸含量約占70%~80％，是類脂A的毒性核心所在。如果脂肪酸被水解，那么類脂A或脂多糖將會失去毒性。源于革蘭氏陰性菌的類脂A在化學(xué)成份及結(jié)構(gòu)上極為相似，這可能就是內(nèi)毒素對人和動物引起基本相同反應(yīng)的原因。類脂A是由兩個氨基葡萄糖在β-(1-6)位相連，以此為骨架再連以長鏈脂肪酸和焦磷酸而成。各種細菌間類脂A的主要差別表現(xiàn)在長鏈脂肪酸上，腸道細菌大多數(shù)有羥化脂肪酸。類脂A也具有抗原性，但比O抗原多糖鏈弱。
2 生物學(xué)活性
ET的生物學(xué)活性多種多樣，主要有以下幾個方面： ①具有致熱性，使人和動物發(fā)熱，體溫升高[2]；②給動物注射ET，白細胞數(shù)量發(fā)生較大變化；③可引起血小板粘附、聚集，觸發(fā)凝血系統(tǒng)，導(dǎo)致彌漫性血管內(nèi)凝血[3]；④能激活補體活化的經(jīng)典途徑與旁路途徑。活化過程中產(chǎn)生的具有過敏性毒素作用；⑤可導(dǎo)致糖和脂肪代謝的紊亂；⑥可導(dǎo)致動物心肌、肺、肝、腎、胃腸道等多功能器官損傷[4]；⑦具有較強的抗原性，能刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，同時也能增強機體非特導(dǎo)性免疫力；⑧具有免疫佐劑活性，可作用于靶細胞產(chǎn)生細胞因子TNF、IL-1、IL-6等[5]；⑨可導(dǎo)致動物發(fā)生shwartzman現(xiàn)象。
3 內(nèi)毒素的致病機理
3.1 誘導(dǎo)細胞因子的合成與分泌
大量研究證明動物細胞上有類脂A受體的存在，LPS與靶細胞的結(jié)合依賴于靶細胞的LPS結(jié)合蛋白(LBP)和CD14，LPS和LBP形成復(fù)臺物后，再與CD14結(jié)合并且誘導(dǎo)胞膜及胞漿內(nèi)蛋白磷酸化，然后啟動細胞因子基因表達，產(chǎn)生細胞因子。ET誘導(dǎo)細胞因子的合成與分泌受細胞因子之間相互作用的影響。
3.2 產(chǎn)生過敏性毒素
ET在激活補體活化過程中產(chǎn)生過敏性毒素，使肥大細胞或嗜堿性細胞產(chǎn)生組胺，引起血管擴張，增加毛細血管的通透性，使平滑肌收縮和支氣管痙攣等。
3.3 誘導(dǎo)血小板激活因子(PAF)產(chǎn)生
ET可誘導(dǎo)中性粒細胞、嗜堿性細胞、血小板、上皮細胞等分泌PAF。PAF能引起血小板聚集釋放活性物質(zhì)，使平滑肌收縮和血管通透性增高。血小扳聚集，觸發(fā)凝血系統(tǒng)，引起彌漫性血管內(nèi)凝血(DIC)。血小板聚集或參與形成的微血栓栓塞于各臟器，是各臟器功能衰竭的重要原因。
3.4 刺激細胞因子產(chǎn)生
ET可以刺激血管活性物質(zhì)及多種細胞因子產(chǎn)生，其中TNF和IL-1是ET刺激單核-巨噬細胞等所產(chǎn)生的兩種主要細胞因子，它們能作用于各類細胞，增強與促進局部和全身炎癥過程有關(guān)的基因表達以及增強內(nèi)皮細胞粘附因子的表達。TNF和IL-1作用相似，均為內(nèi)源性致熱原，可導(dǎo)致發(fā)熱，促進白細胞滲出，破壞血凝-抗血凝平衡，抑制抗凝血機制，導(dǎo)致血栓形成等。此外，由ET刺激靶細胞產(chǎn)生的IL-6、IL-8也有類似于TNF的效應(yīng)。ET誘導(dǎo)靶細胞產(chǎn)生細胞因子，一方面可激活機體局部和整體的免疫系統(tǒng)參與清除細菌感染；另一方面如果細胞感染嚴重，大量細胞在血中繁殖，使循環(huán)血中堆積大量ET，刺激大量細胞因子產(chǎn)生，則可能導(dǎo)致ET性休克。
大量研究還證明，ET是一種很強的炎癥介質(zhì)誘導(dǎo)劑，可誘導(dǎo)單核一巨噬細胞、粒細胞、淋巴細胞等產(chǎn)生炎癥介質(zhì)，引起廣泛的炎癥反應(yīng)。可導(dǎo)致廣泛性實質(zhì)器官的變性、壞死、出血和水腫。此外，ET很容易從腸道進入全身循環(huán)系統(tǒng)中而導(dǎo)致ET中毒。在正常條件下，宿主動物具有一種天然機制可解除腸道中ET的毒性或控制其水平。ET在非敗血條件下，也可因腸道血液循環(huán)異常而產(chǎn)生。如果ET從腸道中滲出的量超過了機體天然解毒機制的能力所及，就會發(fā)生非敗血性ET休克。臨床特點可有全身感染，伴發(fā)因低血壓引起的全身缺血，導(dǎo)致多器官功能障礙。
4 對家禽養(yǎng)殖的影響
4.1 禽舍環(huán)境中ET的含量
Clark等發(fā)現(xiàn)在環(huán)境較差的禽舍空氣中的平均ET含量為0.31?滋g/m3，對路易斯安那型雞舍中的ET水平進行了檢測，其ET水平為0.14?滋g/m3。對英聯(lián)邦國家的肉雞和蛋雞舍環(huán)境進行調(diào)查，結(jié)果表明雞舍ET含量一般在0.1?滋g/m3左右。ET在禽內(nèi)廣泛存在，但目前在世界的畜牧業(yè)系統(tǒng)研究中，還沒有將ET作為反映畜禽環(huán)境的指標進行研究[6]。國內(nèi)還未見到有關(guān)禽舍環(huán)境中ET含量與分布的研究。因此，我國家禽生產(chǎn)環(huán)境中ET含量的研究還有待進一步深入。
4.2 對家禽生產(chǎn)的危害
韋進鐘等發(fā)現(xiàn)大腸桿菌ET注射會導(dǎo)致雞組織細胞特別是肝細胞損傷，以及由此應(yīng)激引起內(nèi)分泌變化和能量代謝紊亂，血漿皮質(zhì)酮含量和鋼藍蛋白活性的升高是機體對應(yīng)激的明顯反應(yīng)。雖然與哺乳動物比，雞對大腸桿菌ET的應(yīng)激具有一定耐性，但還是在一定程度上表現(xiàn)生理活動紊亂[7]。萬江虹等在對湛江市數(shù)家肉雞養(yǎng)殖場的調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌ET可引起肉雞頭面部腫脹、下痢等癥狀，其中腹水、腹腔纖維素性滲出及肝臟周圍炎、腹膜炎是大腸桿菌ET引起的肉雞腹水癥的主要特征[8]。雞胚、雛雞接種試驗表明，禽波氏桿菌ET對雞胚的致病力較強，但病變特征、病變性質(zhì)、致死原因是基本一致的。接種致死的雞胚、雛雞均表現(xiàn)急性敗血癥性病變，心肝、腎等實質(zhì)器官呈急性變性(顆粒變性、脂肪變性)、壞死，間質(zhì)有不同程度的出血、水腫；肺臟均呈淤血、出血、水腫，脾臟均呈急性炎性脾腫(敗血脾)，甚至還含有大量含鐵血黃素巨噬細胞。據(jù)上述病變可知ET對動物的致死原因主要為心、肝、腎等實質(zhì)器官在急性變性、壞死的基礎(chǔ)上，發(fā)生急性功能衰竭。此外，肺臟嚴重淤血、出血、水腫所致急性呼吸功能衰竭，進一步加重心、肝、腎等實質(zhì)器官功能衰竭，這些器官功能衰竭反過來加重肺淤血、水腫，這種多器官功能衰竭惡性循環(huán)，促使發(fā)病動物死亡[9]。研究還發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌ET可以導(dǎo)致雞的法氏囊萎縮[10]。
5 防治措施
5.1 抗生素的利用及其機理
5.1.1 多肽類使細胞膜通透性升高
革蘭氏陰性菌細胞壁薄而松散，含有大量磷脂，其中具有大量PO43－和多肽類抗生素如多粘菌素B結(jié)構(gòu)中游離的-NH2＋-結(jié)合，使膜受損傷，膜表面活性降低，通透性升高，導(dǎo)致氨基酸、核酸和K+等外泄，水和Na+等內(nèi)流[1]，引起細菌死亡，細菌細胞膜崩解，ET釋放。但另一方面，ET的類脂A部分也含有PO43-，正因如此，目前認為多肽類抗生素可中和ET，而只引起膜滲透壓升高，ET緩慢釋放[11]。
5.1.2 內(nèi)酰胺類導(dǎo)致細菌細胞膜滲透壓升高或其形態(tài)改變
此類抗生素可抑制細菌細胞壁合成。因其β-內(nèi)酰胺環(huán)與細菌N-乙酰胞壁酸中的D-丙氨酰酸相似，可競爭結(jié)合轉(zhuǎn)肽酶形成青霉哪唑酶，從而終止轉(zhuǎn)肽過程，細胞膜滲透壓增高，裂解釋放ET。研究表明，由β-內(nèi)酰胺類抗生素導(dǎo)致的ET釋放量與其作用機制密切相關(guān)，作用于細菌PBP-I，PBP-la、PBP-lb的β-內(nèi)酰胺類抗生素使細菌外側(cè)細胞壁形成受抑制，可將細菌誘導(dǎo)成易破碎的球形體，能快速殺死和溶解細菌，因此產(chǎn)生的內(nèi)毒素較少。其中包括亞胺培南，頭孢曲松，頭孢吡肟，以及β-內(nèi)酰胺類抗生素與β-內(nèi)酰胺酶抑制劑的復(fù)方制劑等。
5.1.3 氨基糖苷類、氯霉素類和喹諾酮類抑制細菌蛋白質(zhì)合成
Nitsche等的研究表明這三類抗生素可抑制細菌蛋白質(zhì)合成、使其生長停止，增殖減慢而死亡，從而導(dǎo)致ET釋放。氨基糖苷類的慶大雷素還可與革蘭氏陰性菌外膜表面Ca2+結(jié)合，從而使ET失去穩(wěn)定性，從菌體上釋放出來[12]。萬江虹等對感染ET的肉雞采用0.2％的氯霉素或0.04％的痢特靈拌料，連喂5d或用1％的環(huán)丙沙星飲水，個別嚴重病例肌注思諾沙星或硫酸慶大霉素0.5萬單位，每天1次，連用3d，療效顯著[8]。
5.2 抗-ET和疫苗接種
20世紀90年代，人們對抗ET單克隆抗體(MAb)進行了大量的可行性研究，希望由此生產(chǎn)出對所有革蘭氏陰性菌ET的攻擊有保護作用的抗體。主要包括抗類脂A抗體(HA-IA，E5等)，抗核心糖抗體，Mab-IgGl、嵌合體以及內(nèi)疫苗主動接種而產(chǎn)生的多克隆抗體。Bhattercharjee等采用解毒的LPS與腦膜炎雙球菌外脂蛋白純合作為疫苗接種動物，實驗結(jié)果表現(xiàn)，該疫苗具有高度免疫原性和很好的耐受性，其產(chǎn)生的多克隆抗體對ET的攻擊具有明顯的保護作用[13]。
ET具有較強的免疫原性、只需幾十至數(shù)百微克即能明顯誘導(dǎo)小鼠及家兔產(chǎn)生抗ET抗體。ET核心結(jié)構(gòu)和類脂A在幾乎所有革蘭氏陰性菌之間具有明顯的相似性和高度的穩(wěn)定性，而且又是最具生物學(xué)活性和毒性的成份，因此用核心結(jié)構(gòu)和類脂A作為免疫原制備抗體，可獲得具有廣泛交叉反應(yīng)性的保護性抗體，從而達到阻斷幾乎所有ET的病理生理作用。由此產(chǎn)生的抗體具有與幾乎所有革蘭氏陰性菌的ET的結(jié)合能力。Ziegler認為，這種結(jié)合能夠阻斷ET誘導(dǎo)靶細胞或組織釋放炎癥介質(zhì)和細胞因子，起中和ET的毒性和促進網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞系統(tǒng)吞噬清除的功能。臨床研究表明，抗CGL血清或免疫球蛋白具有明顯的防治革蘭氏陰性菌感染性休克和減少死亡率的作用。但由于缺乏再次免疫應(yīng)答，抗體滴度難以控制，導(dǎo)致抗體來源和標準化工作受到限制，此類抗體難以在臨床上推廣應(yīng)用[14]。近十年來，應(yīng)用單克隆抗體技術(shù)制備的CGL抗體，如鼠源性IgM單抗E5、人源性IgM單抗HI-LA，克服了以上諸多缺點，臨床上應(yīng)用也是安全有效的，具廣闊的發(fā)展前景。還有研究表明，ET抗體保護作用的大小與所使用的動物模型和感染的嚴重程度有關(guān)。在細菌生長初期，LPS的構(gòu)建不完全，此時抗CGL抗體與核心結(jié)構(gòu)結(jié)合，能顯示出交叉抗感染的作用。如感染菌量過大，細菌還未充分繁殖，動物就死于細菌的直接毒性作用，此時抗CGL抗體也無法發(fā)揮中和LPS毒性的作用。
總之，ET抗體的研究為革蘭氏陰性菌感染提供了免疫治療的新途徑，單抗的研制和開發(fā)具有潛在的臨床實用價值，前景非常廣闊。
5.3 殺菌性/通透性增強蛋白（BPI）
BPI是多形核白細胞顆粒產(chǎn)牛的陽離子蛋白質(zhì)，與ET類脂A有高度親和性，能抑制LPS與效應(yīng)細胞CD14結(jié)合，競爭結(jié)合LPS，目前己研制出人工重組的BPI，經(jīng)革蘭氏陰性桿菌感染的動物實驗證該分子與ET具有高度親和力，能有效消除血液循環(huán)中的ET，并且能增加革蘭氏陰性桿菌外膜的通透性，因此具有一定的直接殺菌作用。
5.4 ET拮抗劑
Loppnow等研究發(fā)現(xiàn)，類脂A生物合成前體物質(zhì)及無毒類脂A均能拮抗LPS毒性反應(yīng)，大腸桿菌類酯A的雙糖前體分子類脂IVA對LPS具有較強的抑制作用，而莢膜紅細菌和球形紅螺菌中無毒的類脂A結(jié)構(gòu)對LPS有更強的拮抗作用，體外可抑制巨噬細胞在LPS刺激細胞因子的釋放[15]。E-5531是以莢膜紅細菌類脂A為先導(dǎo)化臺物設(shè)計與合成的，E-5531的作用機制是由于E-5531是一種競爭性受體拮抗劑，E-5531的拮抗作用發(fā)生在LPS對CD14受體的識別和信號跨膜轉(zhuǎn)號的過程中[16]。
5.5 環(huán)境消毒
ET病是家禽的常見病和多發(fā)病，對家禽生產(chǎn)危害較大[17]，因此應(yīng)加強平時的飼養(yǎng)管理和經(jīng)常性的消毒工作，尤其是育雛期要注意經(jīng)常清洗消毒各種生產(chǎn)用具；對于早期感染的雞群應(yīng)配合足夠療程的藥物治療。不要造成雖經(jīng)某些藥物治療，但由于治療不徹底或病源產(chǎn)生抗藥性，使病原在體內(nèi)呈潛伏狀態(tài)并大量產(chǎn)生ET，當(dāng)衛(wèi)生條件惡劣時，就表現(xiàn)出急性發(fā)作。在藥物治療的同時，堅持消毒，改善雞合通風(fēng)及其它衛(wèi)生條件，可大大縮短病程，降低死亡、淘汰率及新發(fā)生病例。
6 小結(jié)
ET在家禽舍內(nèi)廣泛存在，對家禽的健康和免疫功能造成不利影響，盡管ET已經(jīng)得到了深入研究，也研究開發(fā)出多種ET拮抗劑，但對ET的病癥的治療效果并不十分理想。因此，在家禽養(yǎng)殖中一定要采取科學(xué)管理措施，及時監(jiān)控環(huán)境中ET產(chǎn)生與消除，并科學(xué)加以利用各種相關(guān)藥物進行有效防治。
參考文獻（略）
