內(nèi)毒素的發(fā)現(xiàn)主要應(yīng)歸功于對霍亂弧菌(vibriocholera)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(dāng)時霍亂研究備受關(guān)注。1884年,robertkoch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(dāng)時在該實驗室工作的richardpfeiffer(1858~1945)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eugeniocentanni(1863~1948)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。
edmundweil(1879~1922)和arthurfelix(1887~1956)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ohnehauch。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,ajoos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、centanni的pyrotoxina和其他學(xué)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(xué)家andreboivin(1895~一1949)與羅馬尼亞科學(xué)家lydiamesrobeanu(1908~1978)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(trichloroaceticacid,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antigenesglycido-lipidiques(法語)。pennel和huddeleson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)。waltert.j.morgan和walterf.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(xué)者都采用morgan的提取物。
20世紀40年代初期,美國bradleycoley醫(yī)師利用滅活的bacillusprodigiousus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。murrayshear試圖從coley疫苗的活性成分bacillusprodigiousus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,被shear等命名為脂多糖(lipopolysaccharide)。
20世紀40年代后期,ottowestphal和ottoluderitz系統(tǒng)地分析了waltermorgan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-酚-水抽提法(hot-phenol-waterextractionmethod),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,被westphal和luderitz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。
顯然,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(xué)科,如化學(xué)、生物學(xué)、血清學(xué)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(xué)家,臨床醫(yī)師、生物學(xué)家和免疫學(xué)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年,在美國得克薩斯大學(xué)微生物學(xué)教授l.joeberry的倡導(dǎo)和努力下,成立了國際內(nèi)毒素學(xué)會(internationalendotoxinsociety,ies),第一屆學(xué)會主席為賓夕法尼亞大學(xué)免疫學(xué)教授aloisnowotny。目前會員已遍布六大洲,39個國家,400多名會員。1994年,創(chuàng)辦了《內(nèi)毒素研究雜志》(journalofendotoxinresearch),得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的davidc.morrison教授為第一任主編。