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區別要點(diǎn) |
外毒素 |
內毒素 |
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產(chǎn)生菌 |
多數革蘭氏陽(yáng)性菌，少數革蘭氏陰性菌 |
全部為革蘭氏陰性菌 |
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存在部位 |
多數活菌分泌出，少數菌裂解后釋出 |
細胞壁組分，菌裂解后釋出 |
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化學(xué)成份 |
蛋白質(zhì) |
脂多糖 |
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穩定性 |
60℃半小時(shí)被壞 |
160℃2-4小時(shí)被破壞 |
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毒性作用 |
強，對組織細胞有選擇性毒害效應，引起特殊臨床表現 |
較弱，各菌的毒性效應相似，引起發(fā)熱、白細胞增多、微循環(huán)障礙、休克等 |
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免疫原性 |
強，刺激宿主產(chǎn)生抗毒素，甲醛液處理后脫毒成類(lèi)毒素 |
弱，甲醛液處理不形成類(lèi)毒素 |
外毒素
產(chǎn)生外毒素的病原菌，主要有破傷風(fēng)梭菌（Clostridium tetani）、肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）、白喉棒狀桿菌（Corynebacterium diphtheriae）、A群鏈球菌、金黃色葡萄球菌等。痢疾志賀菌（Shigella dysenteriae）、鼠疫耶氏菌（Yersinia pestis）、霍亂弧菌（Vibrio cholerae）、腸產(chǎn)毒素型大腸埃希氏菌、銅綠假單胞菌等也能產(chǎn)生外毒素。大多數外毒素是產(chǎn)毒菌進(jìn)行新陳代謝過(guò)程中在細胞內合成后分泌到菌體外的，外毒素這一名稱(chēng)就是這樣得來(lái)的。但也有少數外毒素合成后保存在體內，等菌死亡溶潰后才釋放至周?chē)h(huán)境中的，痢疾志賀菌和腸產(chǎn)毒素型大腸埃希氏菌的外毒素就屬于這種類(lèi)型。
外毒素毒性很強。最強的肉毒毒素1毫克純品能殺死2億只小鼠，其毒性比化學(xué)毒劑氰化鉀還要大1萬(wàn)倍。不同病原菌產(chǎn)生的外毒素，對機體的組織器官具有選擇性（醫學(xué)上稱(chēng)為親嗜性），引起特殊的病理變化。例如肉毒梭菌產(chǎn)生的肉毒毒素，能阻斷神經(jīng)末梢釋放的起傳遞信息作用的乙酰膽堿，使眼肌、咽肌等麻痹，引起眼瞼下垂、復視、吞咽困難等，嚴重的可因呼吸肌麻痹不能呼吸而死亡。又如白喉棒狀桿菌產(chǎn)生的白喉毒素，特別喜歡結合在外周神經(jīng)末梢、心肌等處，使那些容易受感染的細胞中蛋白質(zhì)的合成受到影響，從而導致外周神經(jīng)麻痹和心肌炎等。
大多數外毒素不耐熱，在60℃的溫度下加熱半小時(shí)就可以破壞它們。葡萄球菌腸毒素是例外，若蛋糕等食品被葡萄球菌污染產(chǎn)生腸毒素后，即使在100℃的高溫下加熱半小時(shí)，食后仍能發(fā)生食物中毒。
外毒素是一類(lèi)蛋白質(zhì)，它能刺激宿主免疫系統產(chǎn)生良好的免疫應答反應，形成能中和外毒素毒性的特異性免疫球蛋白，這種球蛋白稱(chēng)為抗毒素�？苟舅卮嬖谟谒拗餮逯�。例如康復后的白喉病人血清中就可以檢測到白喉抗毒素。外毒素性質(zhì)不穩定，若用0.3%-0.4%的福爾馬林（甲醛）液作用1個(gè)月左右，毒性便降至幾乎沒(méi)有，但是這種沒(méi)有毒性的蛋白質(zhì)刺激機體發(fā)生免疫反應的能力（稱(chēng)為免疫原性）并未減弱。這種脫去毒性的外毒素稱(chēng)為類(lèi)毒素。利用類(lèi)毒素毒性很弱而免疫原性強的特點(diǎn)，可以做成預防針來(lái)進(jìn)行免疫預防接種，使接種者通過(guò)自身的免疫系統產(chǎn)生足量的抗毒素，以預防以后可能入侵的外毒素產(chǎn)生菌的感染。目前用于預防白喉和破傷風(fēng)的免疫制劑就是它們的類(lèi)毒素。如果已經(jīng)患了白喉、破傷風(fēng)等外毒素產(chǎn)生菌引起疾病的患者，再接種相應的類(lèi)毒素已來(lái)不及了，因為從注射類(lèi)毒素到產(chǎn)生足量抗毒素約需1個(gè)月時(shí)間。有鑒于此，于是生物制品研究所等制造免疫藥品的單位將類(lèi)毒素接種到馬身上，使馬匹產(chǎn)生特異抗毒素，再將這些抗毒素提純精制，制成治療用針劑。用這些抗毒素就能治療那些白喉或破傷風(fēng)患者。
按細菌外毒素對宿主細胞的親嗜性和作用方式不同，可分成神經(jīng)毒素（破傷風(fēng)痙攣毒素、肉毒毒素等）、細胞毒素（白喉毒素、葡萄球菌毒性休克綜合征毒素1、A群鏈球菌致熱毒素等）和腸毒素（霍亂弧菌腸毒素、葡萄球菌腸毒素等）三類(lèi)。
多數外毒素的分子結構由A和B兩種亞單位組成。A亞單位是外毒素的活性部分，決定其毒性效應；B亞單位無(wú)毒，能與宿主易感細胞表面的特殊受體結合，介導A亞單位進(jìn)入細胞，使A亞單位發(fā)揮其毒性作用。所以，外毒素必須A、B兩種亞單位同時(shí)存在才有毒性。因為單獨的毒性A亞單位，不能自行進(jìn)入易感細胞。因為B亞單位與易感細胞受體結合后能阻止該受體再與完整外毒素分子結合，現有學(xué)者利用這一特點(diǎn)，正在研制外毒素B亞單位疫苗以預防相應的外毒素性疾病。
內毒素
內毒素是革蘭氏陰性菌細胞壁中的一種成分，叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞菌細胞后才釋放出來(lái)，所以叫做內毒素。
內毒素不是蛋白質(zhì)，因此非常耐熱。在100℃的高溫下加熱1小時(shí)也不會(huì )被破壞，只有在160℃的溫度下加熱2到4個(gè)小時(shí)，或用強堿、強酸或強氧化劑加溫煮沸30分鐘才能破壞它的生物活性。與外毒素不同之處，還有：內毒素不能被稀甲醛溶液脫去毒性成為類(lèi)毒素；把內毒素注射到機體內雖可產(chǎn)生一定量的特異免疫產(chǎn)物（稱(chēng)為抗體），但這種抗體抵消內毒素毒性的作用微弱。
內毒素脂多糖分子由菌體特異性多糖、非特異性核心多糖和脂質(zhì)A三部分構成。脂質(zhì)A是內毒素的主要毒性組分。不同革蘭氏陰性細菌的脂質(zhì)A結構基本相似。因此，凡是由革蘭氏陰性菌引起的感染，雖菌種不一，其內毒素導致的毒性效應大致類(lèi)同。這些毒性反應主要有：
發(fā)熱反應。人體對細菌內毒素極為敏感。極微量（1-5納克/公斤體重）內毒素就能引起體溫上升，發(fā)熱反應持續約4小時(shí)后逐漸消退。自然感染時(shí)，因革蘭氏陰性菌不斷生長(cháng)繁殖，同時(shí)伴有陸續死亡、釋出內毒素，故發(fā)熱反應將持續至體內病原菌完全消滅為止。內毒素引起發(fā)熱反應的原因是內毒素作用于體內的巨噬細胞等，使之產(chǎn)生白細胞介素1、6和腫瘤壞死因子α等細胞因子，這些細胞因子作用于宿主下丘腦的體溫調節中樞，促使體溫升高發(fā)熱。
白細胞反應。細菌內毒素進(jìn)入宿主體內以后，血流中占白細胞總數60-70%的中性粒細胞數量迅速減少，這是因為細胞發(fā)生移動(dòng)并粘附到組織毛細血管上了。不過(guò)1-2小時(shí)后，由內毒素誘生的中性細胞釋放因子刺激骨髓釋放其中的中性粒細胞進(jìn)入血流，使其數量顯著(zhù)增加，有部分不成熟的中性粒細胞也被釋放出來(lái)。革蘭氏陰性菌的傷寒沙門(mén)菌是例外，其內毒素使白細胞總數始終是減少狀態(tài)，目前還不清楚是什么原因。由于絕大多數被革蘭氏陰性菌感染的患者血流中白細胞總數都會(huì )增加，所以現在醫生在診斷前，為了初步區別是細菌性感染還是病毒性感染，常常要化驗病人的血液，對白細胞進(jìn)行總數測定和分類(lèi)計數。被病毒感染的病人，其白細胞總數和中性粒細胞百分比基本在正常值范圍內。
內毒素血癥與內毒素休克。當病灶或血流中革蘭氏陰性病原菌大量死亡，釋放出來(lái)的大量?jì)榷舅剡M(jìn)入血液時(shí)，可發(fā)生內毒素血癥。大量?jì)榷舅刈饔糜跈C體的巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板，以及補體系統和凝血系統等，便會(huì )產(chǎn)生白細胞介素1、6、8和腫瘤壞死因子α、組胺、5羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質(zhì)。這些物質(zhì)作用于小血管造成功能紊亂而導致微循環(huán)障礙，臨床表現為微循環(huán)衰竭、低血壓、缺氧、酸中毒等，于是導致病人休克，這種病理反應叫做內毒素休克。
關(guān)于內毒素休克，過(guò)去曾有過(guò)慘痛的教訓。20世紀40年代青毒素剛問(wèn)世的時(shí)候，醫生發(fā)現青霉素對腦膜炎奈瑟菌引起的流行性腦膜炎療效非常顯著(zhù)。因此，凡發(fā)現這類(lèi)病人，一律優(yōu)選青霉素進(jìn)行治療；且按照一般規律，用藥劑量隨病情嚴重程度而遞增。結果發(fā)生了意外，用大劑量青霉素治療重癥腦膜炎患者時(shí)，不少發(fā)生了內毒素休克而死亡。后來(lái)經(jīng)過(guò)研究分析，發(fā)現了其中的原委。病情嚴重的患者，體內存在的病原菌數量多，醫生采用大劑量“轟炸”，意欲“一舉殲敵”�？焖�、徹底殺滅病原體，這種戰略無(wú)可非議，但有些醫生忽略了另一方面，即流行性腦膜炎的病原菌是屬革蘭氏陰性菌的腦膜炎奈瑟菌，其致病物質(zhì)是內毒素，而內毒素是要在病菌死亡后再放出的。如今用大劑量青霉素一下子將全部病菌殺死，也就是使大量?jì)榷舅匾淮畏懦�，促成了內毒素休克，加速了患者的死亡。隨著(zhù)醫學(xué)的進(jìn)步，現在醫生遇到這類(lèi)病人，一方面仍然要用大劑量的有效抗菌藥物去對付，同時(shí)要加用激素類(lèi)藥物，以保護對內毒素敏感的細胞不對內毒素誘生的細胞因子發(fā)生反應，從而度過(guò)“休克”難關(guān)。猶如外科手術(shù)時(shí)，采用麻醉藥使病人喪失痛覺(jué)一樣。
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