外毒素和内毒素
类毒素and外毒素
类毒素toxoid；anatoxin又称减力毒素，变性毒素。
一些经变性或经化学修饰而失去原有毒性而仍保留其抗原性的毒素。
如某些细菌外毒素可用甲醛等处理后脱毒的制品，毒性虽消失，但抗原性不变，故仍然具有刺激人体产生抗毒素，以起到机体从此对某疾病具有自动免疫的作用。
它们广泛地应用于预防某些传染病。
如向人体注射白喉类毒素后可以预防白喉。
其他的还有破伤风类毒素、葡萄球菌类毒素、霍乱类毒素等。
亦可把它们注射到动物体内用于制备抗毒素。
细菌的外毒素经甲醛处理后，失去毒性而仍保留其免疫原性，能刺激机体产生保护性免疫的制剂。
常用的甲醛溶液的浓度是0.3～0.4％。
它可使细菌外毒素的电荷发生改变，封闭其自由氨基，产生甲烯化合物（CH2=N-）。
其他基团（如吲哚异吡唑环）与侧链的关系亦可改变，成为类毒素。
常用的类毒素有白喉类毒素，破伤风类毒素。
另外，若在类毒素中加入适量的磷酸铝或氢氧化铝，即成吸附精制类毒素。
该类制剂在体内吸收较慢，能较长时间刺激机体，使机体产生高滴度抗体，增强免疫效果。
类毒素也可与死疫苗混合制成联合疫苗。
如百白破三联疫苗，就是由百日咳死菌苗、白喉类毒素、破伤风类毒素混合制成的。
主要用于儿童，注射后可同时预防儿童易发的白喉、百日咳、破伤风三种疾病。
类毒素在预防由外毒素引起的传染病中起重要作用，可用于人和动物的免疫接种，使其通过人工自动免疫获得抗病能力；还可用来免疫动物，再从动物血液中提取含抗毒素的血清，将此抗血清注入人体后，可使人体通过被动免疫的方式，立即获得相应的特异性免疫力。
外毒素exotoxin指某些病原菌生长繁殖过程中分泌到菌体外的一种代谢产物。
其主要成分为可溶性蛋白质。
许多革兰氏阳性菌及部分革兰氏阴性菌等均能产生外毒素。
在人类疾病中，如产生于破伤风、白喉和肉毒中毒等。
其毒性作用强，不同种细菌产生的外毒素对机体的毒性作用有明显不同，可选择性地作用于某些组织器官，引起特殊病变。
外毒素不耐热、不稳定、抗原性强，可刺激机体产生抗毒素，可中和外毒素，用作治疗。
细菌毒力因子的分子机制和应用
细菌毒力因子的分子机制和应用一、细菌毒力因子的分子机制细菌毒力因子是指细菌在感染宿主时所发挥的致病性因素，如外毒素、内毒素、菌体以及其他分泌物等。
这些毒力因子能够影响宿主免疫系统、细胞代谢及细胞死亡程序，从而导致感染病理过程。
从分子机制上来说，细菌毒力因子常具有重要的酶活性或细胞质毒性，可在短时间内引起宿主组织和细胞受到伤害，发生炎症与坏死等生理和病理变化。
其中，外毒素是最常见的毒力因子之一，在细胞外分泌或连接至细胞表面并释放。
例如，水痘病毒外膜蛋白(GP)与宿主细胞上的黏附分子结合并介导病毒进入细胞。
又如大肠杆菌肠毒素(CT)通过细菌共同生产的细菌毒力质粒中合成，并在感染过程中释放到肠道，进而作用于肠道上皮细胞，导致水电解质代谢紊乱，出现腹泻等症状。
另外，一些内毒素则是细菌表面糖类肽的组合物，如葡萄球菌内毒素。
当细菌死亡时，这些内毒素会被释放到宿主中，对心血管系统和中枢神经系统有广泛的影响，如发热、血管扩张、低血压等。
二、细菌毒力因子的应用细菌毒力因子在临床治疗和疫苗研发中具有重要的应用价值。
首先，针对细菌毒力因子特异性的治疗和预防措施被广泛应用于临床。
比如抗毒素疗法就是可以治疗外毒素、内毒素和其他毒性分子所导致的疾病。
此外，许多疾病的疫苗也正是通过细菌毒力因子来引起免疫反应。
例如，青霉素、卡那霉素和红霉素等抗生素可以针对化脓性链球菌肺炎支原体的外毒素进行治疗。
而去除了致病性因子的疫苗能够增加人体的免疫系统产生针对特定病原菌的抗体。
其次，对细菌毒力因子分子机制的研究也为新型抗感染药物的开发提供了靶点。
例如，诸如抗生素的新型化合物、OXA-48类酶抑制剂和融合蛋白等抗菌策略能够针对细菌毒力因子的功能或表达进行调控，从而达到治疗感染目的。
三、细菌毒力因子的局限性细菌毒力因子在应用时也存在一定的局限性。
一方面，许多治疗感染的方法频繁地被滥用，导致细菌产生抗药性或者病原性的菌株被优势筛选。
此外，在预防疾病方面，使用某些与细菌毒力因子有关的疫苗，甚至可能导致免疫选择压力进而促进耐药菌株的发展。
病原微生物简答题
1、简述微生物的种类与特点。
（1）非细胞型微生物：体积最小，结构最简单，无典型的细胞结构，只能在活细胞内生长繁殖，由单一核酸和蛋白质组成，如病毒。
（2）原核细胞型微生物：体积大小不一，缺乏完整的细胞器，生长能力不一，仅有原始核质，无核膜、核仁。
包括细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌。
（3）真核细胞型微生物：体积最大；分化程度较高，内有内质网、线粒体、核糖体等多种完整的细胞器，有核膜、核仁和染色体等典型的核结构，如真菌。
2、叙述细菌特殊结构的种类及意义。
（1）荚膜：①抵抗宿主吞噬细胞的吞噬和保护菌体免受体内溶酶菌、补体、抗体及其他杀菌物质的杀菌作用，使细菌致病性的重要因素之一。
②有免疫原性，可作为细菌鉴别和分型的依据。
③荚膜多糖具有黏附作用，可使细菌彼此之间黏连，也可形成生物膜，是引起感染的重要因素。
（2）鞭毛：①是细菌的运动器官，根据鞭毛菌的动力可以鉴别细菌。
②鞭毛的化学成分主要是蛋白质，具有较强的免疫原性，称为H抗原，根据鞭毛的类型和抗原性，可以鉴别细菌和进行细菌的分型。
③有些细菌的鞭毛与致病性有关，可导致病变的发生。
（3）菌毛：普通菌毛与细菌的致病性密切相关；性菌毛能以接合的方式在细菌之间传递物质，导致某些肠道杆菌易产生耐药性。
（4）芽孢：①芽孢的大小、形状和位置随菌种而异，可用以鉴别细菌。
②芽孢对热力、干燥、辐射和化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。
芽孢一旦进入机体即可发芽转化为繁殖体，迅速大量繁殖而致病。
③杀灭芽孢最可靠的方法是高压蒸汽灭菌，是否杀死芽孢可用来判断灭菌效果。
3、比较革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁的化学组成及结构比较。
45、构成细菌致病力有哪些方面的因素？（1）细菌的毒力侵袭力：①细菌的胞外酶（血浆凝固酶、链激酶、透明质酸酶）；②荚膜与其它表面的结构物质；毒素：外毒素、内毒素。
（2）细菌入侵的数量和适当的入侵部位7、选择抗生素药物治疗的基本原则有哪些？（1）确定患者是否有使用抗菌药物的指征；（2）根据拟选择药物的药代动力学因素选择抗菌药物；（3）根据个体因素选择用药。
细菌毒素的分类和命名
细菌毒素的分类和命名 细菌毒素种类很多，⽽且，科学家们还在以相当快的速度陆续发现新的毒素。
随着⽣物医学技术的发展，许多毒素的致病性及致病机理逐步弄清。
毒素之间还有复杂的关系。
除了分成内毒素和外毒素两⼤类外，对毒素的分类还有各种⽅法。
因为外毒素的危害远⽐内毒素强，所以以下分类主要是指外毒素。
1）根据寄主细胞和靶器官类型分类。
可以按照毒素作⽤的寄主细胞和靶器官类型分类，例如：细胞毒素、作⽤于神经细胞和器官的神经毒素和⽩细胞毒素；也可以根据产⽣毒素的微⽣物命名，像绿脓杆菌产⽣的毒素就叫绿脓外毒素A；或根据毒素所致疾病的名称命名，如霍乱毒素、痢疾毒素和破伤风毒素等。
2）根据毒素的结构和功能分类。
根据外毒素的结构和功能可分为3个类型：A—B毒素、膜损伤毒素和超抗原毒素。
A—B毒素。
毒素由A、B两个部分构成，多数细菌毒素属于此类。
A部分具酶活性，B部分起结合作⽤，A—B部分之间的结合可⽤酶切开，但两部分仍以⼆硫键（⼀S—S⼀）连接。
A部分进⼈到寄主细胞时，⼀S—S⼀键打断，A部分与B部分脱离，B部分进⼊细胞质中。
膜损伤毒素。
该类毒素也有两种不同作⽤机理，⼀种为蛋⽩质毒素插⼊到寄主细胞质膜，形成腔或孔直接同细胞质连接。
因为细胞内细胞质的渗透压⽐外环境⾼，寄主体内组织中的⽔便会通过腔或孔⼤量涌⼊寄主细胞内，使细胞膨胀，甚⾄破裂。
另⼀种损伤膜的毒素主要是酶类，例如磷脂酶，可以去除磷脂部分的电荷，使寄主细胞的磷脂双层结构破坏，造成细胞裂解。
这类膜损伤毒素有时也叫溶⾎素。
超抗原（SAg）毒素。
1989年以来，发现某些细菌毒素，主要是葡萄球菌肠毒素、链球菌致热性外毒素。
它们与常规抗原不同，不需要常规抗原⽽直接结合到细胞或组织的受体上，引起休克等等。
3）根据细菌毒素蛋⽩质分类。
结合到寄主细胞表⾯蛋⽩质的结合类毒素。
⼤肠杆菌的热稳定毒素（ST）和葡萄球菌中毒性休克毒素（TSST—1）属于此类。
转运—受体分⼦修饰类。
细胞内毒素的降解和代谢机理
细胞内毒素的降解和代谢机理 细胞内毒素是指产生于不同微生物或其他生物体内的毒性物质，其能够引起机体组织细胞的病理变化，导致不同疾病的发生。因此，细胞内毒素的降解和代谢机理对于维护人体健康至关重要。
细胞内毒素的分类 细胞内毒素的分类取决于产生毒素的微生物或生物的种类，主要包括内毒素和外毒素两大类。
内毒素是由革兰氏阴性菌细胞壁内膜中释放的一种脂多糖。当这些菌死亡时，细胞壁内膜破裂，内膜中的脂多糖被释放到外界，进入人体后可以引起一系列炎症反应。
外毒素是由各种细菌在分泌毒素后释放到外界，引起毒素感染的物质。这些毒素能够直接损伤宿主细胞以及细胞间连接，从而引起细胞变性、坏死和死亡。
细胞内毒素的降解 在人体内，细胞内毒素的降解主要是通过四种途径进行的。 1.免疫功能的降解：人体内存在着一类叫做“complement”的免疫蛋白质，它们能够在认识细胞内毒素时，所在系统被激活，从而引发炎症反应和组织损伤。除此之外，人体内的抗体也能够帮助机体降解毒素，使毒素失去毒性或降低其毒性。
2.胆汁和肝脏的降解：肝脏是人体最大的代谢器官，其中肝细胞能够分解和代谢丰富的毒素和代谢物，包括细胞内毒素。当毒素被转运到肝脏时，它们会被肝细胞内的酶系统代谢和分解为不带毒性的代谢物质，并通过胆汁排出体外。 3.肾脏的降解：肾脏对于一些毒素的代谢和排泄也是至关重要的。肾脏能够过滤血液，将体内多余的水分和代谢产物排除出去。在肾脏内，毒素经过一系列的生物化学反应被转化为不带毒性的代谢物，然后通过尿液排出体外。
4.肠道的降解：肠道内存在着一类叫做肠道微生物的生物质，它们能够将一些普遍存在于食物中的细胞内毒素代谢成为不带毒性的代谢物。这样，肠道内的微生物能够抑制细胞内毒素对人体健康的不良影响。
细胞内毒素的代谢机理 细胞内毒素分解和代谢的机理启发了研究人员对于代谢途径的开发。在过去的几年中，科学家们已经发现了许多新的代谢途径，包括：
细菌的内毒素
细菌的内毒素 内毒素是⾰兰⽒阴性菌细胞壁中的⼀种成分，叫做脂多糖。
脂多糖对宿主是有毒性的。
内毒素只有当细菌死亡溶解或⽤⼈⼯⽅法破坏菌细胞后才释放出来，所以叫做内毒素。
内毒素不是蛋⽩质，因此⾮常耐热。
在100℃的⾼温下加热1⼩时也不会被破坏，只有在160℃的温度下加热2到4个⼩时，或⽤强碱、强酸或强氧化剂加温煮沸30分钟才能破坏它的⽣物活性。
与外毒素不同之处，还有：内毒素不能被稀甲醛溶液脱去毒性成为类毒素；把内毒素注射到机体内虽可产⽣⼀定量的特异免疫产物（称为抗体），但这种抗体抵消内毒素毒性的作⽤微弱。
内毒素脂多糖分⼦由菌体特异性多糖、⾮特异性核⼼多糖和脂质A三部分构成。
脂质A是内毒素的主要毒性组分。
不同⾰兰⽒阴性细菌的脂质A结构基本相似。
因此，凡是由⾰兰⽒阴性菌引起的感染，虽菌种不⼀，其内毒素导致的毒性效应⼤致类同。
这些毒性反应主要有： 发热反应。
⼈体对细菌内毒素极为敏感。
极微量（1-5纳克/公⽄体重）内毒素就能引起体温上升，发热反应持续约4⼩时后逐渐消退。
⾃然感染时，因⾰兰⽒阴性菌不断⽣长繁殖，同时伴有陆续死亡、释出内毒素，故发热反应将持续⾄体内病原菌完全消灭为⽌。
内毒素引起发热反应的原因是内毒素作⽤于体内的巨噬细胞等，使之产⽣⽩细胞介素1、6和肿瘤坏死因⼦α等细胞因⼦，这些细胞因⼦作⽤于宿主下丘脑的体温调节中枢，促使体温升⾼发热。
⽩细胞反应。
细菌内毒素进⼊宿主体内以后，⾎流中占⽩细胞总数60-70%的中性粒细胞数量迅速减少，这是因为细胞发⽣移动并粘附到组织⽑细⾎管上了。
不过1-2⼩时后，由内毒素诱⽣的中性细胞释放因⼦刺激⾻髓释放其中的中性粒细胞进⼊⾎流，使其数量显著增加，有部分不成熟的中性粒细胞也被释放出来。
⾰兰⽒阴性菌的伤寒沙门菌是例外，其内毒素使⽩细胞总数始终是减少状态，⽬前还不清楚是什么原因。
由于绝⼤多数被⾰兰⽒阴性菌感染的患者⾎流中⽩细胞总数都会增加，所以现在医⽣在诊断前，为了初步区别是细菌性感染还是病毒性感染，常常要化验病⼈的⾎液，对⽩细胞进⾏总数测定和分类计数。
生物制品技术-类毒素
类毒素
细菌毒素的概念
• 细菌毒素指致病性细菌产生的毒性物质，分为外毒素和内毒素两类。 • 外毒素是细菌在生长过程中分泌到菌体外的毒性物质，主要是由革兰氏阳性细菌产生。 • 外毒素属蛋白质，一般容易灭活，可用甲醛脱毒而成为类毒素。
作用机理
• 某些细菌外毒素可用甲醛等处理后脱毒的制品，毒性虽消失，但免疫原性不变，故仍然 具有刺激人体产生抗毒素，以起到机体从此对某疾病具有自动免疫的作用。
• 常用的甲醛溶液的浓度是0.3~0.4%,它可使细菌外毒素的电荷发生改变，封闭其自由氨 基，产生甲烯化合物。
作用机理
• 某些细菌外毒素可用甲醛等处理后脱毒的制品，毒性虽消失，但免疫原性不变，故仍然 具有刺激人体产生抗毒素，以起到机体从此对某疾病具有自动免疫的作用。
• 它们广泛地应用于预防某些传染病。如向人体注射白喉类毒素后可以预防白喉。
作用机理
• 若在类毒素中加入适量的磷酸铝或氢氧化铝，即成吸附精制类毒素。此类制剂在体内吸 收较慢，能较长时间刺激机体，使机体产生高滴度抗体，增强免疫效果。
• 类毒素也可与死疫苗混合制成联合疫苗。如百白破三联疫苗，就是由百日咳死菌苗、 白喉类毒素、破伤风类毒素混合制成的。
改进精制方法
• 制备出高纯度的精制破伤风类毒素的均为一一蛋白质。从理论上来讲，各种蛋白分 离纯化的技术都可用于提纯素素或类毒素。
改进类毒化的工艺
• 国外曾报道用改进的新工艺制备——新型破伤风类毒素获得成功。 • 此种类毒素的类毒化是完全的，且是不可逆的，其免疫原性并不能因磷酸钙的吸附而
增强。 • 此种类毒素作为液体疫苗和传统的吸附精制破伤风类毒素有同样的免疫原性。
脱毒
• 温度: 一般脱毒采用37～39℃。 • pH: 在微酸性时脱毒速度慢；在碱性时脱毒速度快，但类毒素抗原性易受破坏。 • 甲醛含量: <1%。
生物毒素的种类和作用机制
生物毒素的种类和作用机制生物毒素是指由生物体内产生的毒性物质，其种类和作用机制千差万别。
它们可以影响人类和动植物的健康，并且在农业和食品安全上有着重要的意义。
本文将描述生物毒素的种类和作用机制，并探讨它们可能对健康和环境的影响。
1. 细菌毒素细菌毒素是指由细菌产生的有毒化合物，有些细菌毒素是在细菌生长和繁殖过程中产生的，如产气荚膜梭菌和猪链球菌等；还有一些细菌毒素则是通过细菌感染宿主体内而产生的，如大肠杆菌和葡萄球菌等。
细菌毒素的种类和作用机制各不相同，常见的几种类型包括：（1）内毒素：这种毒素主要产生于细菌死亡后，释放到宿主体内。
主要作用是引起炎症反应和休克，严重时可导致多器官功能衰竭和死亡。
（2）外毒素：这种毒素主要产生于细菌在宿主体外生长繁殖时，进入宿主体内。
细菌的外毒素分为两大类，一类是神经毒素，如肉毒杆菌产生的肉毒毒素；另一类是细胞毒素，如百日咳杆菌产生的百日咳毒素等。
细菌毒素对健康的影响十分广泛，包括引起炎症、发热、呕吐、腹泻、过敏反应、神经损伤、肝脏和肾脏损害等。
2. 真菌毒素真菌毒素是由真菌产生的有毒物质，长期接触真菌毒素常会导致急性或慢性中毒反应。
真菌毒素的种类和作用机制各不相同，常见的几种类型包括：（1）黄曲霉素：这种真菌毒素可以污染各种农作物和食品，包括小麦、玉米、花生等，会引起肝脏和肾脏的损伤，甚至导致肝癌。
（2）麦角毒素：这种真菌毒素存在于麦角菌和麦角菜等植物中，会引起舞蹈病等中毒反应，严重时会导致死亡。
（3）毒霉素：这种真菌毒素可以存在于各种农作物和食品中，会引起器官损伤、过敏反应、免疫抑制和癌症等。
真菌毒素对健康的影响也十分广泛，尤其是对农作物污染和食品安全造成的威胁，值得高度重视。
3. 植物毒素植物毒素是指由植物体内产生的毒性物质，有些植物毒素是为保护自身而产生的，有些则是因为环境原因引起的。
植物毒素的种类和作用机制各不相同，常见的几种类型包括：（1）阿托品：这种植物毒素存在于曼陀罗、颠茄等植物中，可以影响中枢神经系统的传导，引起意识模糊、幻觉、谵妄等症状。
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外毒素和内毒素是细茵产生的两大类毒素物质。
外毒素是病原菌在代谢过程中分泌到菌体外的物质。
产生外毒素的细菌主要是一些革兰氏阳性细菌，例如金黄色葡萄球菌、白喉杆菌、破伤风杆菌等。
少数革兰氏阴性菌如霍乱弧菌和产毒性大肠杆菌等也能产生外毒素。
我们把产生外毒素的细菌接种到液体培养基中培养，经过滤除培养液中的细菌，即可得到外毒素。
外毒素的化学成分是蛋白质。
毒性极不稳定，对热和某些化学物质敏感，容易受到破坏。
用3％～4％的甲醛溶液处理，其毒性完全消失，可制成类毒素。
外毒素的抗原性较强，能刺激机体产生抗毒素。
外毒素毒性很强，例如纯化的肉毒杆菌外毒素，1毫克可以杀死2000万只小鼠，对人的最小致死量为0．1微克，其毒性比氰化钾强1万倍。
细菌产生的外毒素对组织的毒性作用有高度的选择性，各自引起特殊的临床症状。
如白喉杆菌产生的白喉外毒素，能抑制人体细胞蛋白质的合成，使细胞变性死亡，导致心肌炎、肾上腺出血和神经麻痹；破伤风杆菌产生的是破伤风外毒素，作用到脊髓和脑，引起肌肉的痉挛和强直；霍乱杆菌产生的肠毒素作用到小肠粘膜，使粘膜细胞分泌功能加强，引起严重的呕吐和腹泻。
内毒素是革兰氏阴性细菌细胞壁的组成成分、细菌在生活时不能释放出来，当细胞死亡而溶解或用人工方法破坏菌体时才释放出来，因而称为内毒素。
常用超声波处理细菌或反复冻融细菌的方法制备内毒素。
内毒素化学成分比较复杂，它是磷酸-多糖-蛋白质的复合物。
主要成分为脂多糖。
其性质较稳定、耐热、毒性比外毒素低、其作用没有组织器官选择性，不同病原菌所产生的内毒素引起的症状大致相同，都能引起机体体温升高、腹泻和出现出血性休克和其他组织损伤现象。
外毒素和内毒素的区别如下表：。