脂多糖的基本結構之脂質(zhì)A的特點簡述

脂質(zhì)A（lipid A）為一種糖磷脂，具親水性和疏水性的雙嗜性的特點，由氨基葡萄糖、脂肪酸和焦磷酸鹽組成，其骨架為兩個氨基葡萄糖在β-1，6位通過焦磷酸鍵聚合而成，具親水性，多種長鏈脂肪酸和焦磷酸鹽分別以脂鍵和酰胺鍵與雙糖鏈相連，其中長鏈脂肪酸的結構可使脂質(zhì)A具有疏水特性。脂質(zhì)A是內(nèi)毒素的生物學活性主要組分。各種革蘭陰性菌脂質(zhì)A的化學結構極其相似，雖然彼此可以有差異，但無種屬特異性。脂質(zhì)A的化學結構見圖1-2。

脂質(zhì)A分子中，脂肪酸約占70%~ 80%。各種細菌的脂肪酸性質(zhì)和排列不一。腸道細菌含有羥化脂肪酸，尤其是羥基化肉豆蔻酸（β-hydroxymyristic acid）為其特定成分，而其他細菌則沒有羥基化肉豆蔻酸或其他羥基化脂肪酸。厭氧黑色素類桿菌的脂肪酸很獨-特，可為環(huán)狀或奇數(shù)碳鏈脂肪酸，缺少β-羥基化肉豆蔻酸。脂質(zhì)A不溶水，而溶于酚、汽油、吡啶、三乙胺、二甲基亞碩以及氫氧化鈉等。

1960年，Westplal等首先報道脂質(zhì)A是內(nèi)毒素的生物學活性成分，隨后OttoLüideritz等采用兩種方法證實脂質(zhì)A的活性，一種方法是將多糖鏈缺陷變異株的脂多糖中KDO殘基的化學結構加以改變，脂多糖的活性（小鼠和雞胚致死性、致熱性、抗補體活性）不變，說明毒性不在脂多糖部分，而在脂質(zhì)A；另一種方法是將滅活細菌進行分離提取，所得到的不溶性脂質(zhì)A 與水溶性載體如白蛋白等結合，成為穩(wěn)定的可溶性的脂質(zhì)A，并直接測定其活性。試驗證實，脂質(zhì)A對小鼠具有致死性、致熱性、抗補體活性以及能引起骨髓壞死、鱟血溶解物試驗陽性等生物學活性。

脂質(zhì)A 活性雖然較原始粗提的脂多糖活性略低，但仍可以說明脂多糖的活性部位系脂質(zhì)A。而多糖的存在卻有助于不溶性的脂質(zhì)A易溶解而發(fā)揮作用。脂質(zhì)A的毒性主要在于其以脂鍵相連的脂肪酸，若后者被中性粒細胞、巨噬細胞內(nèi)溶酶體酶，如AOAH水解，變成脫?；|(zhì)A，導致其空間結構發(fā)生改變，該脂質(zhì)A或脂多糖即失去毒性。各種革蘭陰性菌的脂質(zhì)A 的化學成分和結構雖然有差異，但彼此極其相似，這就解釋了內(nèi)毒素的活性，包括對人體所引起的反應基本相同的原因，但不排除在不同物種中，如人類和小鼠對有些內(nèi)毒素反應相反的可能。

脂質(zhì)A系LPS中最保守的部分。也是革蘭陰性菌株脂多糖分子結構中共有的成分，目前認為是GNB的病原體相關分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP），由宿主天然免疫系統(tǒng)識別：如TLR，CD14等受體識別PAMP分子。研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)A結構的完整性（如雙磷脂酰脂質(zhì)A）與LPS 的毒性相關，而單磷酰基脂質(zhì)A或單磷?；|(zhì)A前體（如脂質(zhì)x，脂質(zhì)Y）則不能引起發(fā)熱，局部Shwartzman反應或者致死性休克。因此有人研究利用單體脂質(zhì)A前體誘發(fā)機體對內(nèi)毒素耐受的研究和治療。目前認為在LPS結構中，脂質(zhì)A 和KDO結構部分是最-具有毒性的成分，而并不需要О特異鏈和核心多糖的大部分參與，例如Bg-LPS，因其缺乏典型細菌內(nèi)毒素所具有的KDO和β羥基化肉豆蔻酸，內(nèi)毒素的活性就比較弱。脂質(zhì)A和KDO結構部分也具有免疫原性，能激活機體免疫系統(tǒng)，引起機體產(chǎn)生相應的抗體。

一般方法提取的內(nèi)毒素中有兩種脂質(zhì)形式，即脂質(zhì)A和脂質(zhì)B。脂質(zhì)B與內(nèi)毒素其他成分結合較弱，一般脂溶劑即可將其提出，其可能屬于腦磷脂，無生物學活性。由于除去脂質(zhì)B后對內(nèi)毒素的活性沒有影響，因此脂質(zhì)B不是內(nèi)毒素的真正的毒性成分。脂質(zhì)A則與多糖牢固結合形成脂多糖。

典型的內(nèi)毒素脂多糖分子是由以上三部分組成的，但在有一些革蘭陰性細菌（如嗜血桿菌屬、奈瑟菌屬等）中，僅有少數(shù)幾個糖基取代了О特異性多糖鏈，連接于核心多糖外側部分，因此這類脂多糖通常被稱為脂寡糖（lipooligosaccharide，LOS）。