一、Toll基因位点 （1）果蝇中已鉴定出8个Toll基因位点，Toll 1，Toll 2、Toll 3、Toll 6，Tol1 8位于3号染色体；Toll 4、Toll 5、Toll 7位于2号染色体上。（2）在小鼠TLR家族中对TLR4了解比较清楚，它位于4号染色体，在B-83.3位点上。（3）已经发现人类有10个TLR家族成员，如TLR1在4p14、TLR2在4q32、TLR3在4q35、TLR4在9q32-33等。 二、TLR家族成员的结构特点 TLR基因具有多态性，存在种属差异。Beutler等从种系发生的基础上利用遗传互补技术研究认为，TLR4是单核-巨噬细胞进行LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）跨膜信号转导中唯一的限速因子。同时也对具有亲缘关系物种的TLR4进行分析，发现TLR4 也在进化。在爬行类，双栖类、鱼类等物种中因缺乏TLR4，故对LPS 反应低下。TLR4感知LPS 的功能是温血动物对侵入体内的微生物群体产生保护性应答的必要条件。人类TLR4具有适度的多态性，种族间存在显著变异。  所有Toll家族的成员都是Ⅰ型跨膜蛋白质，具有类似的胞外结构域，包含18~31个亮氨酸富集重复结构体（leucine-rich repeats，LRR），大约由200个氨基酸所组成的相似的胞质结构域，后者类似于IL-1R的胞质结构域，故称为Toll/IL-1R同源区（Toll/IL-1-receptor homologous region）。 在人类TLR的TIR（Toll/L-1 receptor）结构域中，与果蝇的一致性为32%；与IL-1R的TIR的结构域的一致性为20%。Toll家族的胞外结构域较大，由550~980个氨基酸组成，可能有多个配体结合位点。来自果蝇的遗传证据显示，Toll胞外结构域的氨基末端的半数都能与配体相结合。不同物种的TLR4对LPS中不同的脂质A表现出不同的效应，如小鼠TLR4对LPS以及同源物LA-14-PP都能引发内毒素生物学效应，而人类仅对LPS发生激动效应，对LA-14-PP则为拮抗效应。TLR4胞质区高度保守，而胞外区高度变异，以适应不同的配体分子。 Toll家族的胞外结构域具有多样性，如TLR2和TLR4的胞外域的一致性为24%，可能参与不同配体的结合和信号转导作用。即使在小鼠和人类的同源性基因中，仍存在胞外结构域的多样性，如人类的TLR4的胞外结构域和小鼠TLR4的一致性为53%，然而其胞质区同源性为83%。TLR多型性在不同个体可能会产生不同的结果，病原体发生变异，宿主的识别受体也会变化，可以理解为宿主和病原体之间的“军备竞赛”。  目前了解较清楚的TLR为TLR2和TLR4。TLR的不同成员在机体分布不一，TLR1分布比其他TLR更广泛，更丰富；TLR2在大脑、心脏、肌肉、肺脏、胰腺和胎盘表达更高；TLR3的表达与TLR2类似；TLR4和 TLR5的表达较少，TLR4大量表达在胎盘和外周血液白细胞，而TLR5则在卵巢和单核细胞表达丰富；TLR6表达在脾脏、胸腺、卵巢和肺脏。 TLR1呈现普遍存在的特点；TLR2、TLR4、TLR5呈现限制性表达的特点；TLR3呈现特异性表达的特点。一个细胞可以存在多种TLR，不同却又重叠分布的配体识别模式的表达和调节可能构成许多丰余的TLR家族的基础。同一类型细胞的TLR表达具有独特性和一定的限制性。不同种组织中许多TLR的mRNA转录也有变化，同一基因可编码不同蛋白质，如 TRL4可编码跨膜型TLR4 以及可溶性TLR4，后者能抑制LPS的效应。

脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是一种内毒素（Endotoxin），当其作用于人类或动物等其他生物细胞时，就会表现出多种的生物活性。LPS的生理作用是通过存在于宿主细胞的细胞膜表面的Toll样受体（Toll-like Receptor、TRL）4（TRL4）而体现的。 1997年，Medzitov等在《Nature》报道人类存在与果蝇Toll受体同源的Toll蛋白，在激活获得性免疫中起信号转导作用。次年，Poltorak等在《Science》发表Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）基因在C3H/HeJ和C57BL/10ScCr小鼠均有突变，并导致天然内毒素耐受（endotoxin tolerance，ET）等文献后，开始了TLR研究的热潮。随后证实，TLR4是内毒素（LPS）跨膜信号转导的关键受体，这为内毒素血症的发病机制和治疗的研究开拓了新的视野，其他关于TLR参与相关病原体及其产物的信号转导的报道，可为感染性疾病的发病和治疗提供新的思路。  一、Toll基因和受体的来历 Wieschaus等在果蝇发育遗传基因筛选研究中推测：若果蝇受精卵发生致死性突变，可能会影响到其胚胎发育的模式。随后，他们发现了一株果蝇品系，其杂合子的雌蝇所产的胚胎不能孵化出幼蝇。Nusslein-Volhard看到由Wieschaus 提供的缺乏腹部细胞类型发育的未孵化成功的果蝇胚胎表皮表型（cuticle pattern）后，惊喊到“Toll”（德语俗语，类似于中文“好极了”、“了不起”等），于是将影响该表型的基因命名为Toll基因，其编码的相应蛋白质为Toll蛋白，生物学上“Toll”由此而得名。 Toll信号转导途径在果蝇早期胚胎发育时，参与其胚胎背腹轴的形成；成蝇时参与抗支原体感染反应。Toll 基因首先在果蝇发现，相隔多年才证实TLR广泛存在于植物、低等动物、哺乳动物。已发现人类有10个TLR，其结构和功能高度保守，均参与机体天然免疫反应，是否也参与胚胎发育还有待论证。

清道夫受体是在研究巨噬细胞转变成泡沫细胞的机制时才发现，其功能还不完全清楚。乙酰化LDL以及其他修饰的LDI可以通过清道夫受体被巨噬细胞摄取，导致巨噬细胞内脂类大量堆积。尽管注射125Ⅰ-乙酰化LDL等可以迅速在巨噬细胞内出现，但没有证据表明体内也存在这些修饰的LDL。细胞外液也没有能使LDL乙酰化的乙酰CoA。血小板以及巨噬细胞在氧化花生四烯酸时释出丙二醛，丙二醛LDL可以与清道夫受体结合。虽然体外修饰所需丙二醛浓度较高，体内可能无足够的丙二醛，但在血管壁局部，尤其有血小板形成血栓时，有可能生成足够的丙二醛以修饰LDL。  近年来，大量实验证明LDL可以被巨噬细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞氧化形成氧化LDL。氧化LDL可以通过清道夫受体被巨噬细胞摄取，形成泡沫细胞。氧化LDL还能够吸引血液单核细胞黏附于血管壁，对内皮细胞产生毒性效应，促使粥样斑块的形成。这些研究无疑阐明了巨噬细胞清道夫受体在粥样斑块形成机制中的重要作用。 另一方面，巨噬细胞通过清道夫受体可清除细胞外液中的修饰LDL，尤其是氧化LDL，是机体的防御功能之一。电镜观察到由血液单核细胞进入血管壁后衍生的巨噬细胞可以重新回到血管内，以清除过量的脂蛋白的过程，这也是清道夫受体的生理功能。当进入血管壁的脂蛋白过多，超过了巨噬细胞的处理能力，或氧化LDL抑制了巨噬细胞再回到血流时，就会形成泡沫细胞。 细菌内毒素为一种脂多糖，也是清道夫受体的配体。肝脏的清道夫受体可以摄取、清除内毒素，防止发生内毒素血症。粉尘工作者吸入的青石棉（crocidolite）也是清道夫受体的配体，可由清道夫受体结合清除，这也是机体的防御措施之一。 目前认为，清道夫受体结合LPS是参与宿主对LPS的清除作用，无激活效应。但具体的过程仍有待进一步阐明。

Komada等用配体亲和层析法和免疫亲和层析法将牛肺巨噬细胞清道夫受体纯化，并从部分氨基酸序列克隆得到Ⅰ、Ⅱ型清道夫受体cDNA。随后相继克隆了人、小鼠的清道夫受体的cDNA，三种动物的Ⅰ型受体的氨基酸序列一致性为64%～81%，Ⅱ型受体一致性为60%～84%。除了体内巨噬细胞、体外表达的清道夫受体基因外，平滑肌细胞、肝细胞、内皮细胞也存在着清道夫受体。 成熟的Ⅰ型清道夫受体由453个氨基酸残基组成，Ⅱ型清道夫受体约由349个氨基酸残基组成，不同动物之间存在着差异。Ⅰ型和Ⅱ型清道夫受体在合成过程中，先合成亚基，然后再聚合成三聚体。虽然细胞内可以分离到二聚体和三聚体，但只有三聚体具有与配体结合的能力。  清道夫的配体非常广泛。包括:①乙酰化或氧化等修饰的LDL。②多聚次黄嘌呤核苷酸，多聚鸟嘌呤核苷酸，但是多聚腺嘌呤核苷酸和多聚胞嘧啶核苷酸不是其配体。③多糖类，如硫酸右旋糖酐。④某些磷脂类，如丝氨酸磷脂。但磷脂酰胆碱不是其配体。⑤细菌脂多糖，如内毒素等。这些配体的共同的特点是多阴离子化合物，不过不是所有的多阴离子化合物都可作为其配体。由于Ⅱ型清道夫受体具有与Ⅰ型清道夫受体相同的功能，但没有SRCR域，显然配体结合域不在SRCR结构域。

内毒素进入机体后，机体迅速作出反应，使大部分内毒素分子被吞噬细胞所吞噬和清除，只有少许脂多糖分子通过激活单核-吞噬细胞系统，促使细胞因子释放，并调节机体免疫反应。适量的细胞因子有利于机体清除革兰阴性菌和内毒素；但过量的细胞因子会对宿主造成损害，如低血压、DIC、多器官功能衰竭等。  首次以小剂量内毒素或其同系物质刺激小鼠巨噬细胞，随后再用较大剂量脂多糖刺激时，细胞因子释放大幅度减少或不分泌，并保护机体免受内毒素致死性毒性反应的现象，称为内毒素耐受（endotoxin tolerance）。直接以较大剂量脂多糖刺激后，只能诱导微量细胞因子的释放，并能抵御内毒素的致死性效应，也称为内毒素耐受。人为诱导内毒素耐受现象只能在一定条件下维持，一旦特定的条件被去除，内毒素耐受就会消失。天然内毒素耐受与其信号转导分子突变有关。近年，内毒素研究的进展较快，阐明了内毒素信号转导的主要途径，为内毒素耐受机制及内毒素血症治疗的研究开拓了新的方向。

以脂多糖刺激单核-巨噬细胞后，CD11/CD18表达快速上调，据认为是由CD14介导所致。Lynm等应用抗CD14单克隆抗体能特异性抑制脂多糖诱导的CD11/CD18表达。 在中性粒细胞中，大多数整联蛋白储存在细胞的液泡结构内，一旦细胞活化后，液泡与细胞膜融合，导致β2表达上调。前炎症介质如细菌产物﹑趋化因子、TNF-α等能使吞噬细胞活化，导致整联蛋白构象改变，增强其同配体的结合力，该过程称为“亲和力调变（affinity modulation）”，产生由内向外的信号转导。许多细胞表面受体和整联蛋白相关蛋白（integrin-associated protein）通过调节整联蛋白的亲和力促使信号转导。 低浓度内毒素对CD14具有依赖性，能诱导CD11/CD18表达，而CD18本身又可作为脂多糖的受体，参与内毒素信号转导。内毒素活化细胞后，人类白细胞弹性蛋白酶合成，mCD14裂解并抑制内毒素的效应。  绝大多数的整联蛋白C端胞内肽段很短，小于50个氨基酸﹐但β4亚基的胞内肽段可以超过1000个氨基酸。α和β亚基的N端胞外侧肽段相互以非共价键结合形成二聚体。α和β亚基的相互作用不依赖跨膜和胞内肽段。即使缺失跨膜肽段和胞内肽段，这种结合依然存在，而且仍能发挥作用。α、β两种亚基均含有丰富的二硫键，形成较为紧密的折叠结构，有利于抵抗细胞蛋白酶的水解。 CD14和CD18之间存在显著差异。在CHO-K1细胞反应系统中，CD14分子比CD18分子对内毒素更为敏感，使细胞活化的速度更快。但CD14和CD11/CD18在某些方面也有相似性，在内毒素信号转导中，存在共同的转导系统。首先，最重要的特征是两个受体的胞外结合脂多糖结构域，因为CD11/CD18的胞质区虽在吞噬活动中是必需的，但不引起内毒素信号转导。其次，CD14和CD11/CD18既能同脂多糖，也能同LBP-脂多糖复合物发生相互反应。LBP（lipopolysaccharide-binding protein，脂多糖结合蛋白）能将脂多糖转移给CD14，但尚无证据证实其能将脂多糖转移给CD11/CD18。 LBP可以作为革兰阴性菌的调理素，能扩大CD11/CD18介导的信号转导作用，导致细菌被吞噬及动员机体抗菌能力，产生毒性自由基。同时，通过CD14分子可增强宿主的防御效应，如分泌细胞因子。最后，天然和人工合成的脂质A样化合物在CD14介导和CD11/CD18介导的信号转导方面相同。在低浓度的内毒素血症时，内毒素信号转导对CD14具有依赖性，而在高浓度的内毒素血症时，内毒素信号转导对CD14缺乏依赖性，因为可以通过其他受体，如CD18，衰变加速因子、膜外突蛋白等受体发挥生物学效应。

血清内毒素发挥生物学作用需要许多内毒素受体参与。除CD14外，CD11/CD18在特定的条件下也可作为内毒素受体，在内毒素信号转导过程中起重要作用。 Raetz等认为，CD11c/CD18可能是一种参与脂多糖信号跨膜传递的脂多糖受体。Ingall的研究结果支持了这种假说，他们将CD11c/CD18的基因转染给无内毒素反应的CHO-K1细胞，使之表达CD11c/CD18，然后在无血清培养基中用不同的脂多糖刺激这种转化的CHO-K1细胞。结果表明，10g/L浓度的脂多糖就可使细胞产生强烈的细胞应答反应。而在该反应血清体系中加入无sCD14的血清，并不使脂多糖刺激阈值下降，说明CD11c/CD18可作为脂多糖受体参与脂多糖信号跨膜传递，不需血清蛋白的辅助，这可能与其本身具有跨膜区和胞质区有关。  CD18受体的胞质区缺失突变后，对脂多糖的刺激效应与CD18的野生型无明显差异，说明CD18胞质区在内毒素的信号转导中并不是必需的，内毒素不通过CD11/CD18受体的胞质区进行信号转导。这表明，CD18仍需要其他受体的参与，如TLR4。人TLR4与其他物种TLR4存在着种属差异，这就势必造成不同的脂多糖在不同的物种之间引起不同的效应。 Wrigh等应用内毒素刺激CD18缺陷患者的白细胞，发现同样能够产生正常水平的TNF-α，IL-1、IL-6、IL-8及超氧化物阴离子，表明CD18并不是介导脂多糖细胞反应所必需的。虽然CD18缺陷并不影响细胞对内毒素的应答反应，但临床研究证实CD18缺陷会导致反复的细菌感染、局部脓肿和伤口愈合困难，说明宿主必须及时识别病原体的成分，发生分泌炎症因子等免疫效应，以清除病原体。一旦CD14或CD18等受体分子合成缺陷，都将表现为反复的细菌感染。 CD11/CD18可以结合脂质A中的糖胺磷酸区域，一旦细菌的脂多糖与CD11/CD18结合，即易被细胞吞噬，并在溶酶体中降解。CD18缺陷的吞噬细胞不能清除大肠杆菌，因此这些患者易出现反复的细菌感染。

整联蛋白是由α、β两个亚单位组成的异源性二聚体，属于Ⅰ型跨膜糖蛋白（即C端位于胞液面，N端位于细胞外的一次跨膜结构），其中含有一段疏水性的、穿越磷脂双层的肽链，通过一种对金属离子具有依赖性的相互反应进行许多细胞外配体的识别，其中也包括脂多糖。 PU.1为转录因子的ets家族成员，在B细胞和单核-巨噬细胞中表达，识别DNA特定的序列并结合到DNA上，在转录水平上调节着基因表达。当然，该基因的调控元件序列必须含有PU.1结合位点。β2无一例外地均表达在淋巴细胞和髓性细胞中。在髓性细胞分化中，CD18 mRNA表达显著增加，这是由于CD18转录上升所致。CD18启动子中含有2个PU.1结合的位点，这些位点发生突变会显著降低CD18启动子的活性，造成相应PU.1结合的下降。因此，CD18启动子要同PU.1转录因子结合才可促使髓性分子的表达。  人类αL（相对分子质量为177000），αM（相对分子质量为165000），αX（相对分子质量为150000）及αD（相对分子质量为160000）基因成簇地分布在16号染色体上，αM、αX、αD的氨基酸序列同源性为60%~66%，它们与αL的同源性为35%。 Wright等证实，CD18也是与脂多糖有亲和力的受体，主要在白细胞上表达，与内毒素相关的整联蛋白家族成员α链和CD18（β2）组成异源性受体分子（图4-1），可替代CD14与内毒素结合的生物学效应。CD18家族能够结合细菌外膜上和游离的脂多糖，参与宿主对细菌的吞噬作用。 

细菌内毒素不仅是革兰阴性细菌外膜上的主要结构成分，而且是决定细菌致病力的关键毒素。对其研究最早可追溯到18世纪，但直到19世纪初德国微生物学家Richard Pfeiffer 从霍乱弧菌分离物中发现并首次命名内毒素以来，细菌内毒素的研究才开始受到普遍关注，并随着化学、微生物学、血清学、免疫学、分子生物学的发展，人们对内毒素的认识日益系统而深入。  由于广谱抗生素的使用，从20世纪60年代始革兰阴性细菌逐步成为临床感染的主要致病菌，因此，近半个世纪以来，内毒素的相关研究备受微生物学家、临床医师、生物学家和免疫学家的高度重视。特别是近10年来，内毒素研究取得了许多突破性进展，明确了内毒素的分子结构及其与功能活性的关系，系统揭示了细菌内毒素的生物学作用。这些研究阐明了：①内毒素作用的分子机制，发现了内毒素的损伤作用不是直接的，而是由于其可引起机体的过度反应，释放大量的炎性介质所造成的间接损伤；②发现了内毒素除引起脓毒症外，也参与许多疾病的发生发展；③揭示了不同宿主个体对内毒素反应差异性的遗传背景；④先后发现了包括拮抗细菌内毒素和机体炎症反应在内的多种干预措施，为提高对内毒素所致相关疾病的治疗水平提供了重要的理论指导，同时也更新了人们对感染的传统认识，丰富了内毒素的基础理论知识和临床诊治经验。

细菌内毒素自1892年由Pfeiffer发现至今已有110多年的历史。近20年来，随着现代免疫学、分子生物学、生物化学、遗传学及基因工程技术的迅速发展与广泛应用，内毒素的研究受到了极大的关注与重视，并取得了一系列突破性进展，成为生命科学最为活跃的前沿领域之一。内毒素是革兰阴性菌的主要致病因子，对机体的影响极其复杂，与人类健康和疾病密切相关。大量资料证实，内毒素血症是内、外科危重病人常见的并发症，常导致脓毒症和多器官功能障碍综合征，是危重病人的主要死亡原因之一。因此，对内毒素血症发病机制、早期诊断与防治研究是现代医学亟待解决的重大课题，加强其研究无疑具有十分重要的理论价值与临床意义。  值得说明的是，内毒素作用机制非常复杂、临床处理颇为棘手，其内容涉及感染、炎症、免疫及组织损害等一系列基础问题，并与机体多系统、多器官病理生理改变密切相关。因此，内毒素系许多基础医学，临床学科和预防医学共同关注的新课题，加强其研究和认识有助于促进多学科的相融与发展。近年来，在国家“973”项自国家自然科学基金、国家杰出青年基金及军队指令性课题等重点项目的资助下，我国内毒素的基础与应用研究均取得了长足的进展，在国内外专业杂志发表了一系列重要论文，并获得了一批高水平的科研成果。

CD14，即脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）受体，最初是一种存在于单核细胞、巨噬细胞等细胞表面的白细胞分化抗原，由TODD于1981年首次从人单核细胞表面发现。 在感染性和非感染性疾病中，宿主细胞常有mCD14分子表达的改变；在局部体液和（或）外周血中sCD14也有改变。在败血症、多发性外伤、严重烧伤患者中，血浆sCD14水平很高，但外周单核细胞中CD14数目减少。sCD14高浓度与败血症的病死率具有相关性。在活动性结节病、支气管肺炎、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）及支气管哮喘患者的支气管-肺灌洗液中， sCD14浓度升高。在SLE、类风湿关节炎、ARDS、慢性心力衰竭、银屑病、异位性皮炎、外源性过敏性肺泡炎、活动性结核、疟疾、慢性乙型肝炎和丙型肝炎、酒精性肝硬化、HIV-1感染的患者的血浆中，sCD14均明显升高。结节病和外源性过敏性肺泡炎的肺泡巨噬细胞，以及类风湿关节炎的外周单核细胞CD14表达升高。在某些疾病中，CD14的改变与疾病的活动程度具有相关性。  另外，宿主的不同单核细胞亚群的比例和再分布对某些疾病的发生和发展可起到一定的病理生理作用，如在败血症、结核病、危重性疾患或尿毒症，较成熟的CD14/CD16外周单核细胞明显增多，这些细胞在血管性病灶中作为炎症反应过程的启动子，与疾病的状态具有相关性，甚至也可能参与动脉粥样硬化的发生。CD14分子阳性的单核细胞通常被募集到CD14分子细胞阴性的小肠黏膜上，主要产生前炎性细胞因子和其他一些生物学活性介质，这可能在克罗恩病和溃疡性结肠炎的发生和发展中起一定作用。ARDS患者的外周CD14水平较低，这是由于大多数脂多糖反应的中性粒细胞被隔离在肺之故。 许多干预性治疗措施可能影响CD14的表达，以及单核细胞和巨噬细胞的CD14分子的释放。糖皮质激素是一种广泛运用的广谱抗炎药物，在体内外能够降低mCD14和sCD14分子的水平，降低外周白细胞CD14/CD16亚群的比例。新生霉素能够下调单核细胞上的CD14，阻止前炎性细胞因子的产生。 总之，CD14分子具有多种重要的生物学功能，但它在炎症中的其他作用还有待进一步研究。

首次以小剂量脂多糖刺激巨噬细胞后，再次用较大剂量内毒素刺激时，细胞因子分泌减少和毒性作用减弱，使机体能够抵御内毒素的致死性效应，称为内毒素耐受现象，其中包括天然内毒素耐受和诱导内毒素耐受。C3H/HeJ小鼠和C57B/ScCr小鼠均为天然对内毒素耐受，但并不能完全阻止炎症因子的合成分泌。宿主细胞出现内毒素耐受需要一个基因表达再编程的过程，同时也涉及抗炎症介质的表达增高。在败血症或其休克的发展过程中，脂多糖耐受可能起着重要作用，重复或恒定地暴露于脂多糖会使机体出现某些活性介质分泌减少，对败血症患者有益。事实上，败血症患者的外周血白细胞IL-1β3的合成是减少的，其体外巨噬细胞的IL-1β转录水平也是降低的。  脂多糖耐受的分子机制可能涉及CD14表达的调节。在对髓性细胞用脂多糖刺激后，mCD14 mRNA在3~6h下调，同早期内毒素耐受的发生和发展相吻合；另一方面，15h后内毒素耐受的CD14表达上升，但在单核细胞上大多数CD14分子对脂多糖介导的信号转导并不是必需的，即“空置受体效应”。 内毒素耐受的分子基础包括许多脂多糖信号转导的下游分子参与，其中最为重要的是近来才认识的TLR4分子，在对RAW264-7细胞用内毒素刺激后，TLR4mRNA水平下调。另外，白细胞介素-1相关激酶（interleukin-1 receptor-associated kinase，IRAK）的参与、I-κB上调及p50同源二聚体占主导地位等因素也参与内毒素耐受。 在炎症反应中也有部分具有生物学活性的介质分泌，如IL-4、IL-10、PGE2、巨噬细胞趋化蛋白-1(macrophage chemoattractant protein-1，MCP-1)、糖皮质激素等，这些介质具有抗炎的特性，能够在病原体清除后使炎症反应下调。这些起负反馈作用的介质合成不协调可能在败血症发生中起重要作用。

除了补体介导和免疫球蛋白介导的革兰阴性菌的吞噬活动外，还有脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide-binding protein，LBP）和CD14依赖的对病原体的清除反应。sCD14分子能够直接结合革兰阴性菌，而在体外，mCD14能够介导结合和内化经过脂多糖结合蛋白调理的病原体，或者脂多糖包被的红细胞。脂多糖的内化明显受其物理特性影响，在髓性细胞中，单体脂多糖的摄取较慢，而聚集体摄取较快。脂多糖结合蛋白和CD14分子共同内化，主要以巨胞饮或非网格蛋白介导的路径进行。  单核细胞上的CD14的另外的功能是参与细胞与细胞的相互反应。据报道，抗CD14单克隆抗体能够诱导单核细胞介导的T细胞活化、ICAM-1介导的同型单核细胞粘连以及抑制单核细胞与活化的内皮细胞之间的粘连。CD14在脂多糖刺激的骨重吸收方面也起到重要的作用，如在小鼠胚胎颅盖骨细胞中，脂多糖诱导的破骨细胞分化和骨重吸收能够被抗CD14单克隆抗体和反义CD14寡核苷酸所抑制。抗CD14单克隆抗体能够阻止牙龈卟啉单胞菌中脂多糖介导的IL-6和IL-1对上述细胞的刺激，以及用IFN-Y处理来阻止骨重吸收，这些都是通过抑制CD14基因和IL-1基因表达进行的。这些结果表明，CD14可能和牙龈卟啉单胞菌在牙周疾病的发生中起重要作用。

sCD14在mCD14分子阴性细胞对内毒素介导的活化中起着重要作用，如内皮细胞、上皮细胞、平滑肌细胞。sCD14 与mCD14在与LBP和脂多糖的相互反应方面具有显著的不同：LBP与脂多糖和mCD14在细胞表面形成三元复合物；LBP只是将脂多糖聚集体解离为脂多糖单体，再转运给sCD14。从化学计量学上讲，sCD14只结合1~2个脂多糖分子，Kd值为30nM，sCD14-脂多糖复合物可以结合到CD14阳性或阴性细胞膜上的受体TLR4，导致细胞活化。  sCD14作为一个穿梭体，参与磷脂转运和磷脂与LBP的交换过程，使脂多糖单体和其他磷脂转运到人工磷脂双分子层、不同细胞的细胞膜或脂蛋白颗粒上。由于脂蛋白，尤其是HDL与脂多糖结合后，其生物学活性大大降低，因此sCD14在血浆中内毒素的清除和解毒方面具有重要作用。高浓度的重组sCD14（10~30g/L），能够同髓性细胞的mCD14分子与脂多糖的结合进行竞争，所以可部分中和内毒素分子的生物学效应。因此，sCD14具有脂多糖中和的特性使之可能作为治疗败血症患者的一个潜在手段。

CD14利用亲水区域进行捕获脂多糖分子。CD14分子的氨基末端的不同区域可能参与与脂多糖结合。通过一系列单个氨基酸残基被丝氨酸取代和电荷改变已阐明，CD14能结合许多不同结构脂多糖分子。已经有许多实验证实，CD14分子通过氨基末端的不同亲水区结合脂多糖分子。CD14类似清道夫受体一样去捕获脂多糖配体，呈递给天然免疫的其他受体。 细胞表面的CD14分子表达高，而TLR4的表达低，每个巨噬细胞的TLR4分子数仅为1000个，所以CD14可以浓集内毒素分子，它在内化过程中既可以激活免疫细胞，也通过内化参与脂多糖的清除反应，同时也参与诱导对细胞凋亡的吞噬反应。  CD14可参与内毒素的清除效应、凋亡细胞的吞噬反应以及激活天然免疫反应，故其生物学功能极其复杂。最近证实，脂多糖需借助膜上的TLR4才能发挥内毒素的生物学作用，因为CD14也有亮氨酸富集域（LRR）结构，所以可将CDI4作为TLR超家族成员之一。CD14与TLR两者均有LRR，这是其物理接触的基础，二者须通过LRR结构发生蛋白质-蛋白质的相互作用才能使脂多糖转移给TLR4，使脂多糖同TLR4发生密切物理接触，使TLR发生受体二聚化或多聚化，使TLR4激活，募集下游锚定在TLR的胞质Toll-IL-1同源域上，引起酶学级联反应，激活转录因子，使炎症因子表达。

人类CD14与脂多糖的结合域位于CD14N端的151个氨基酸上，因为含有该序列氨基酸修剪（truncation）的CD14足以引起完全的生物学反应，之后研究者进一步发现，N端的65个氨基酸是CD14结合脂多糖及信号传递的关键区域。为了更精确定位CD14分子的结合位点，研究者采用基因突变等方法，使个别氨基酸的密码子发生变异。  Stelter等在N端的152氨基酸区域内用丙氨酸取代而获得一系列的CD14突变体，23种突变体蛋白质中有21种能稳定地表达在转染的CHO细胞表面，其中20种在血浆中对LBP以依赖性的方式结合脂多糖，只有一种突变体（Ala39-Ala41，Ala43，Ala44）CD14不能与脂多糖或大肠杆菌发生特异性的相互作用，也不能引发由脂多糖启动的NF-eB的核移位，且这种突变体的CD14不与CD14单克隆抗体My4发生反应。抗CD14单克隆抗体My4具有广泛的种属间交叉反应性，与人、牛、猪、兔及豚鼠的单核细胞的CD14均能反应，说明My4只能够识别CD14中非常保守的表位。 上述结果显示，N端39~44残基是人类CD14与脂多糖结合位点的最基本部分。Shapiro等在CD14分子的N端合成有5个氨基酸相互重叠，长度为15个氨基酸的多肽，其中包括含上述区域氨基酸的15肽能够抑制脂多糖与sCD14的结合。

人sCD14的正常浓度为2～6mg/L。用低浓度的细菌细胞壁分子激活细胞时，CD14起到重要作用，使用CD14单克隆抗体可以终止抗原及致分裂原介导的T细胞增生效应。有人使用重组人sCD14观察其与抗原激活和致分裂原激活人外周血单核细胞的相互作用，结果表明：①可溶性CD14与T细胞相互作用后可导致细胞增殖的抑制。②sCD14可影响IL-2生成和IL-2 Ra（IL-2receptor antagonist）表达，但并不影响细胞的活力。 sCD14的主要作用是把内毒素信号传导给无mCD14分子的细胞，如内皮细胞、上皮细胞、平滑肌细胞，星型胶质细胞，使这些细胞对内毒素也发生效应；同时，sCD14也可将脂多糖转递给mCD14细胞以及HDL，所以有人认为sCD14可以起到分流作用，部分拮抗mCD14，使前炎症因子分泌量减少。由于sCD14可将脂多糖转递给HDL分子，因而可使脂多糖毒性得到中和，起到解毒作用。 Julia等认为，sCD14是人类T细胞激活和发生功能性作用的负性调节因子。sCD14可把已结合到单核细胞，巨噬细胞上的脂多糖转移到HDL分子等脂蛋白上，阻止其信号转导作用，而LBP却不能转移已结合到单核细胞、巨噬细胞上的脂多糖。T细胞的激活由刺激性调节因子和负性调节因子的相互协调作用进行控制，其中负性调节机制对维持淋巴细胞的稳态至关重要。 在无CD14分子表达的低内毒素反应的细胞中，转染CD14cDNA能够使其对内毒素的敏感性增加100~1000倍，CD14分子的生物学重要性已在败血症和内毒素性休克中得到证实。表达人类CD14分子的转基因小鼠对内毒素敏感性显著增加，而CD14基因敲除（knockout）小鼠对内毒素的耐受可达到10～100倍以上。  多个实验证实，CD14与内毒素结合具有饱和现象。CD14与脂多糖结合的比例报道结果并不一致，每个CD14可以结合1～2，10～20或15个分子的脂多糖。根据最近的脂多糖信号转导模型，CD14与LBP以及脂多糖形成三元复合物，不仅脂多糖单体可结合CD14，而且多个LPS-LBP复合物也可结合CD14。CD14-LBP-LPS复合物也许能够稳定其他膜上受体蛋白质的作用，该受体在随后的信号转导和脂多糖内化反应中起着重要作用。 CD14分子与脂多糖结合的结构域位于近N端侧，参与脂多糖结合和活化的最重要的区域为34～44，51～64、7～14位氨基酸，均为CD14的构象表位，这些区域也参与CD14其他配体的识别，如肽聚糖、凋亡小体。47位氨基酸似乎决定着CD14的种特异性，该位点突变能够终止牙龈卟啉单胞菌脂多糖与CD14的结合和活化效应，但不能改变E.coli LPS的结合和生物学效应。 CD14分子识别脂多糖后，可引起脂多糖的生物学效应，同时也刺激中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等合成分泌人白细胞弹性蛋白酶（human leukocyte elastase，HLE），HLE可以裂解mCD14分子成为多个无活性的片段，使之降低CD14的生物学活性。

CD14分子作为脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）受体的依据有：①脂多糖能与mCD14和sCD14分子相结合。②CD14单克隆抗体能够抑制脂多糖刺激吞噬细胞的反应能力。③对脂多糖低反应或不反应的细胞转染CD14 cDNA后对内毒素反应的敏感性显著增加。④CD14分子表达缺陷的小鼠对内毒素的反应显著下降。所以，CD14被认为是内毒素重要的受体。⑤用不同颜料显示剂分别标记脂多糖和CD14发现，在发生信号转导的过程中，有颜色重叠现象。 研究者已阐明了CD14与内毒素结合在体内的作用，他们发现使用CD14抗体能够阻止CD14与脂多糖的结合并能显著减弱内毒素的激活效应。CD14能够有效结合脂多糖，有LBP存在时，其结合效应能增大到100~1000倍。LBP为相对分子质量60000的糖蛋白，主要由肝脏和肺合成，与BPI和其他脂质转移蛋白质的氨基酸序列具有显著相似性。一般情况下LBP在血浆中的浓度为2~20g/L，在急性期反应时可升到100~200g/L。LBP能与脂多糖聚集体相结合，一个LBP分子能够运输几百个脂多糖单体，并具有催化特性。  1990年，Wright 等首先认识了CD14在识别脂多糖中的作用。他们发现，以外周血中小剂量内毒素刺激时，巨噬细胞分泌TNF-α的效应对CD14具有依赖性，CD14单克隆抗体具有抑制TNF-α产生的能力。随后，其他学者证实CD14在巨噬细胞产生TNF-α中具有重要作用。脂多糖诱导IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等表达的效应可用CD14单克隆抗体进行部分抑制，这进一步证明CD14在脂多糖介导的细胞激活中的作用。

实验表明，部分CD14是位于细胞内，尚未转运到细胞膜上。通过特异性ELISA技术测定细胞内CD14的数量发现，每个中性粒细胞约有7000个CD14分子，而在人单核细胞内这一数字约为40～45000。而Antal等则估计每个单核细胞内的CD14分子数为2.79×106个。在中性粒细胞中，CD14位于分泌性小泡内和嗜天青颗粒内，而不在某些特异性颗粒中。在单核细胞中，CD14 在胞内分布相当弥散，表现微弱的颗粒性，大多数分布在核周区，相当于高尔基复合体部位，说明CD14 在高尔基复合体处合成和储存。  其他研究也显示，人类白细胞中有更多的CD14以非共价结合形成大的聚集体，位于50～100nm质膜微结构域内，称为小泡（caveolae）结构。这些微细胞器与细胞质膜结合在一起，小泡内含有许多以GPI锚定的蛋白质，可能在这些分子的内化和脱落中起着重要的作用。

在正常血浆以及细胞上清液中可测到sCD14，sCD14可能来源于细胞表面的糖蛋白，通过磷脂酶对GPI锚定的膜蛋白发生酶解反应或经蛋白酶消化释放出来。 CD14分子也能以可溶性分子的形式存在于正常人血浆中以及人单核细胞及其他细胞株的培养上清液中，依据相对分子质量和动力不同，CD14有两种形式：①用不同刺激物﹐如佛波酯（PMA）、INF-γ或LPS，均可诱导GPI锚定的膜表达型CD14脱落，产生相对分子质量为48000~49000的CD14，这种脱落类型可能由膜结合型的丝氨酸蛋白酶进行调节。②一些CD14分子脱离GPI锚定分子的附着，仍保留其C端前导信号肽，导致相对分子质量为55000~56000的sCD14产生。这种形式的CD14储存在细胞内，在短暂的温度改变时即可以以自发性方式释放出来，这一个过程不因蛋白酶抑制剂的存在与否而改变。  在阵发性睡眠性血红蛋白尿（PNH）患者可以检测到相对分子质量为55000的sCD14的存在，这是因为GPI合成存在缺陷，单核细胞不能表达mCD14分子。而sCD14表达升高可能对mCD14分子表达下降起代偿作用，在PNH患者的体内，单核细胞能结合LPS，并能与sCD14反应。这两种sCD14是否存在不同的生物学作用，目前仍不清楚。在败血症患者血浆中相对分子质量为56 000的sCD14升高，而相对分子质量为56 000和48 000的两种sCD14形式升高间的预后并无差异。

尽管CD14在大多数细胞中表达，但与MHC中Ⅰ比较，其表达程度受到一定限制。组织特异性的基因表达由其染色质的结构和DNA甲基化状态所决定。CD14分子的限制性表达也由组织特异性核转录因子或由共同核转录因子的特异性联合所决定。如PU.1仅在单核细胞及B细胞中发现；NF-M（nuclear factor-M），仅在单核细胞中发现，属于CAAT增强子结合蛋白质（CAAT/enhancer binding protein，C/EBP）家族的成员﹔另外，Sp.1（stimulatory protein 1）等转录因子也参与基因表达的调节。 单核细胞在向巨噬细胞分化的过程中，CD14的表达显著增加。Zhang等为了研究CD14基因的调节，用Eco RⅠ酶切人类5号染色体，在对得到的部分基因片段进行特异性克隆后，得到人类CD14基因。人类CD14基因全长含有5.5 kb编码序列，以及4.2kb大小的5'端上游调控序列。目前已清楚一个主要的转录起始位点和一个次要的转录起始位点，分别位于编码蛋白质的ATG起始位点上游的101bp 及130bp处。 与非单核细胞系HeLa和REX相比，人类CD14阳性单核细胞株Mono Mac 6含有上游序列128bp的DNA片段，具有效应强烈的、单核细胞特异性启动子的活性。该片段中有4个区域能与单核细胞分离出来的核蛋白质相互反应。结合于GGGCGG框的反式作用因子，一律命名为Sp（stimulatory protein），已经克隆出的Sp.1由696个氨基酸组成，其N端有3个锌指结构，是DNA的结合部位。Sp.1能够结合到CD14启动子的三个不同区域。Sp.1为锌指DNA结合转录因子，在哺乳动物的每个细胞中均能够检测到，但在不同的组织其表达量却有变化。  Sp.1尤其在造血组织高度表达，说明其在造血细胞的发育中有着重要作用。已经证实，Sp.1是调节红系细胞、淋巴系细胞、髓性特异性基因的重要因子。Sp.1不仅是单核细胞CD14分子的组织特异性表达的关键因子，也涉及CD14表达的分化诱导，即促使髓性单核干细胞株的诱导分化。维生素D3诱导的调节主要通过Sp.1位点，以增加sCD14的表达。Sp.1的主要结合位点（-110bp）一旦发生突变，就能够降低组织特异性启动子的活性，这些结果与反式激活实验均证实，Sp.1在单核细胞的组织特异性CD14分子的表达中起关键性的调节作用。 另外一个重要的转录因子为CCAAT/增强子结合蛋白，它在调节CD14启动子的活力方面也具有重要作用。用内毒素刺激后的肝、肺、肾脏实质细胞也可有CD14mRNA表达，说明CD14也可在髓外细胞中合成分泌。但肝脏中，CD14表达的调控与单核细胞的调控机制可能并不相同，而且肝脏是sCD14的主要来源。

在单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞中，CD14的合成和表达可以受到不同介质的调节和改变，如在中性粒细胞中，TNF-α、G-CSF、甲酰蛋氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸（formylmethionyl-leucyl-phenylalanine ，f-MLP）和LPS可以使CD14表达上调到2倍左右。在单核细胞中，抗炎症因子IL-4和IL-13在24~48h中可以使CD14在转录水平上表达下降。INF-α，INF-γ、IL-2和TGF-β能够诱导CD14表达快速下调，CD14的配体LPS也能改变CD14分子在单核细胞上的数目。在不同的细胞类型中，用不同的内毒素浓度和培育时间进行培育，CD14分子的表达结果也不一致。用LPS刺激单核细胞30～180min后，CD14表达的程度显示快速上调达50%~100%；接着，3～6h后，CD14表达下调达50%~75%；1～6d后又显著上调达200%~300%。首次CD14快速上升是由于细胞内CD14分子池发生细胞内转位的结果，第二次上升是与蛋白质重新合成以及单核细胞分化有关。  CD14 为髓性细胞的模式识别分子。除了LPS之外，某些宿主分子和其他细菌分子也可以结合到髓性细胞的CD14分子上，并能诱导转录因子的活化。这些分子包括：磷脂酰肌醇化合物（phosphatidylinositides），结核杆菌的LAM、肺炎克雷伯杆菌的酰基聚半乳糖苷、假单胞菌的聚糖醛酸（polyuronic acid）聚合物、链球菌鼠李糖-半乳糖聚合物、PGN的肽聚糖，脂胞壁酸、皮炎芽生菌﹑酵母的W1表面抗原、疏螺旋体（bortelia）、苍白密螺旋体、脆弱类杆菌的外膜脂蛋白和脂多肽、节肢动物的甲壳质、革兰阳性菌的细胞提取物，宿主的热休克蛋白70（heat shock protein 70，hsp70）以及凋亡小体等。另外，LAM也可在重组sCD14或重组LBP存在的条件下刺激未分化的THP-1细胞发生NF-κB转位，同时无CD14表达的细胞和PGN无反应的细胞能够在转染CD14分子后变成PGN敏感性细胞。 上述CD14配体分子均为高度保守的分子，具有类似的结构特点，能够被相同的受体所识别，如髓性细胞的CD14分子、TLR等。尽管这些共同的结合受体为CD14，但就LPS 和LPS类似配体而言，其他CD14结合信号转导分子可能存在差异，如LPS受体为TLR4、脂蛋白受体为TLR2、细菌DNA中CpG受体为TLR9。

人类的CD14基因位于5号染色体，位点为5q23-31。依据CD14的cDNA序列，CD14由356个氨基酸所组成，在核糖体合成多肽后，再转运到高尔基复合体发生糖化反应，故CD14为一种糖蛋白。CD14的N端前导肽（leader peptide）由19个氨基酸组成，在起始ATG密码子开始后为88个碱基所组成的内含子。CD14的DNA序列包含两个外显子，编码单个1.4kb mRNA转录子，翻译出的蛋白质包含几个亮氨酸富集重复（leucine-richrepeats，LRR）模体（motif）。其C端前导序列由28~30个氨基酸组成，在高尔基复合体进一步加工，添加磷脂酰肌醇（phosphatidyl inositol，PI）基团和发生糖化反应，成熟后分泌到细胞膜上成为膜CD14（mCD14）。mCD14靠磷脂酰肌醇尾部锚定在细胞膜上，翻译后PI被糖化产生磷脂酰肌醇（glycosyl-phosphatidyl inositol，GPI）锚定分子，所以CD14并不是跨膜蛋白质，而是通过GPI尾部附着在细胞膜上。C端为17个疏水性氨基酸和中性的氨基酸以及N-连接的糖化潜在位点。CD14糖化后其相对分子质量大约为55000。尽管只有一种CD14转录子，但依据CD14的抗原性、LPS结合能力、酶切的敏感性的不同，在细胞膜上应该存在不同的表面表达CD14分子。  起初证实CD14是髓性分化抗原（myeloid differentiation antigen），存在于成熟髓性细胞，而未成熟的髓性细胞则无CD14。未成熟白血病细胞发生分化后能够促使CD14分子的表达，因此CD14分子可作为细胞分化的标记物，而且CD14可辅助诊断急性髓性白血病。CD14在不同物种中均为高度保守，如兔CD14基因与人和鼠的CD14的同源性分别为73%和64%。人类的CD14 基因位点在第5号染色体上，鼠的位点在第8号染色体上。在人类CD14 基因簇（CD14 gene clusters）的特定基因区域内部，还编码着其他生长因子和受体，如IL-3、粒-巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulatingfactor，GM-CSF）、巨噬细胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）、血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、β-肾上腺受体等。 CD14存在于不同髓性细胞的表面上，在单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞中表达丰富，而在B细胞、嗜碱粒细胞、乳腺细胞、胎盘滋养层细胞、牙龈成纤维细胞则表达量极低。CD14分子数量在人类中性粒细胞中大约为3000个，然而在单核细胞中报道不一，有6000，29000、40~45000，114000，115000，甚至190000个等多种报道。但约有10%左右的单核细胞表达CD14分子较低，同时这种细胞的CD11b和CD33表达量也低，而CD16、HLA-DR、细胞间黏附分子-1（inter-cellular adhensive molecular-1，ICAM-1）和极迟抗原-4（very-late antigen-4，VLA-4）表达却显著上调。  单核细胞在不同组织分化成巨噬细胞时也伴随着CD14分子表达的变化，如在腹腔、胸腔、血管外脑部巨噬细胞中CD14表达升高；而在肺泡巨噬细胞、小神经节细胞、肝巨噬细胞、肠道黏膜巨噬细胞，CD14表达下降。

1982年，研究者在巴黎首届白细胞分型研讨会上提出了CDw14分子（w代表workshop，研讨会）的概念，随后研究者们对CDw14分子的功能进行了广泛研究，并于1989年正式命名CD14分子。CD14抗原是机体免疫反应过程中的关键分子之一，参与宿主的天然防御反应，属于模式识别受体（pattern-recognition receptor，PRR）家族成员，缺乏配体特异性，即可结合微生物的高度保守的共同成分。 CD14能结合许多微生物配体，如革兰阴性菌LPS、分支杆菌的脂阿拉伯甘露聚糖（lipoarabinomannan，LAM）、螺旋体脂蛋白、革兰阳性菌的脂蛋白、磷壁酸以及细菌细胞壁的共同成分如肽聚糖，凋亡小体等。CD14能够催化病原体（如革兰阴性菌）以及其产物（内毒素分子）与细胞膜上的受体（如Toll-like receptor 4，TLR4）结合；催化脂蛋白与TLR2结合等。  CD14在巨噬细胞、中性粒细胞的细胞膜上表达极为丰富，如在每个中性粒细胞膜上约有3000个，可以浓集配体分子，参与受体-配体的内化（internalization）过程。通过内化活动，既可激活细胞因子的表达，也可参与内毒素分子等物质的降解及解毒效应，如将内毒素分子内化到内体，然后转运到溶酶体，在中性粒细胞和巨噬细胞中由酰基酸基水解酶（acyloxyacyl hydrolase）分解生成脱酰基脂质ⅣA，或在磷酸酶作用下发生去磷酸化，生成单磷酸脂质ⅣA，使内毒素分子失去毒性。 CD14能够将配体传给相应受体，发挥受体-配体结合的效应，如传递给TLR4，而发生内毒素信号转导，激活一系列酶学级联反应，使TNF-a、IL-1、IL-6表达。如将革兰阳性菌的脂蛋白转递给TLR2，同样可以诱导细胞因子如IL-12的表达。CD14分子既参与内毒素的清除效应，也参与单核细胞、巨噬细胞的激活效应，另外，CD14也参与凋亡细胞的清除反应。

机体能够及时地识别LPS（脂多糖，lipopolysaccharide）的存在，如血清中的游离型LPS或革兰阴性细菌细胞膜上的LPS，是机体发挥天然免疫的首要环节之一。天然免疫中的模型识别受体（patternrecognition receptor）TLR4识别具有一定空间构象的LPS后，可以激活相关信号转导分子，诱导出炎症反应和抗炎症反应。LBP（脂多糖结合蛋白，lipopolysaccharide-binding protein）与LPS中的脂质A有高度亲和性，可以及时识别LPS及细菌表面的LPS，并与之结合，通过以下两个环节表现出其生物学效应。 1、介导炎症反应 一方面，LBP通过mCD14激活单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等，使其产生TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8等介质，其中TNF-α在内毒素休克的早期发生中起着最为重要的作用，此时使用抗TNF-α单克隆抗体，可以提高内毒素休克患者的生存率。内毒素血症发展至晚期与高迁移率组蛋白-1（high mobility group protein-1，HMG-1）的升高呈正相关，此时使用抗HMG-1单克隆抗体可显著提高内毒素休克晚期患者的生存率。LBP能够明显增强LPS对TNF-α的诱生作用，增强TNF-α mRNA转录的速度和程度，促使TNF-α浓度由40mg/L迅速上升到10000mg/L，而LBP本身并不能够诱导TNF-αmRNA 的转录和TNF-α的产生。 对LBP进行显性失活突变（dominant-negative mutation），使之不表达LBP，则LPS刺激TNF-α产生的效应会显著下降。另一方面，LBP通过sCD14激活，损伤血管内皮细胞，促进炎症介质向血管外渗透，促进单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等细胞与血管内皮细胞黏附并进入炎症组织，加重炎症反应；进入细胞间质的LBP，还可以刺激巨噬细胞、上皮细胞和平滑肌细胞，增强其对LPS的反应。  2、缓解炎症反应 LBP可以通过调理作用促进单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等吞噬细胞吞噬被调理的LPS或革兰阴性细菌，及时地清除进入体内的LPS和革兰阴性细菌；LBP还可以催化LPS微粒（micelle）与高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）颗粒直接结合，其步骤分为两步：①LPS被转移到sCD14。②从LPS-sCD14再转移到HDL。而HDL能够结合LPS，使LPS单体形成LPS聚集体，直接中和内毒素的毒性生物学效应，并也可以促进LPS的内化活动，通过内化到溶酶体内进行分解，使LPS失去其毒性效应。 LBP既可以通过激活单核细胞、巨噬细胞等释放炎症介质损伤血管内皮细胞等介导炎症反应，又可以通过调理作用，加速宿主清除LPS和细菌，并催化LPS与HDL相结合，中和LPS的生物学活性，减轻炎症反应，故可在一定程度上调节LPS所致的炎症反应。但LBP的主要生理功能是传递LPS分子，使LPS聚集体解离为单体，以有利于LPS暴露其内部结构并使之与CD14分子接触，即以介导细胞反应为主。也就是说，LBP介导激活效应的活性较缓解炎症反应的活性强。  另外，LPS也可与杀菌渗透性增强蛋白、HDL、乳铁蛋白（lactoferrin）等结合，后三者具有拮抗内毒素毒性的作用。多形核中性粒细胞中的杀菌渗透性增强蛋白可使单体状态的LPS发生聚合，聚合后被吞噬到溶酶体内消化分解，而不发生内毒素信号作用，并以此拮抗内毒素的毒性作用;另外，杀菌渗透性增强蛋白还可介导巨核细胞的吞噬反应。并因此参与宿主抗微生物的防御反应。因杀菌渗透增强蛋白与LPS的亲和力是LBP的50～70倍，因此其拮抗LBP的效果明显。 综上所述，LBP在宿主机体发生内毒素血症中扮演着重要的角色。

LBP（脂多糖结合蛋白，lipopolysaccharide-binding protein）与LPS（脂多糖，lipopolysaccharide）结合形成LPS-LBP复合物后，再与红细胞等颗粒物质结合；LBP也可以直接与红细胞等颗粒物质结合，或直接与红细胞等颗粒物质表面上的LPs 结合；甚至也可以直接与革兰阴性细菌膜上的LPS相结合，并将这些被包埋的颗粒传递给单核细胞、巨噬细胞等，使中性粒细胞和单核-巨噬细胞等吞噬细胞更容易吞噬这些被包埋的LPS和细菌，有利于宿主清除病原体及其产物。  低浓度内毒素血症时，细胞的反应强度对CD14具有依赖性；而在高浓度内毒素血症时，细胞可通过非CD14依赖性的途径进行内毒素的信号转导，如通过CD11/CD18、L-选择素（L-selectin）、膜外突蛋白（meosin）、CD55（decay accelerating factor，衰变加速因子）、清道夫受体（scavenge receptor，SR）等受体参与，此时LBP仍能够发挥调理作用。在高浓度内毒素血症时，LBP的转运速度可能会更快，促使LPS转移到BPI和HDL等分子中，此时血液和细胞的解毒功能也随之增强，通过SR等促使LPS内化到溶酶体内进行分解。另外，中性粒细胞也分泌人类白细胞弹性蛋白酶﹐酶解CD14，CD18等受体，减弱内毒素的信号效应。

LBP（脂多糖结合蛋白，lipopolysaccharide-binding protein）与LPS（脂多糖，lipopolysaccharide）结构中的脂质A部分具有高度亲和性，能够识别和结合LPS，形成LPS-LBP复合物。 一方面LBP-LPS复合物可以将LPS转递给膜型CD14（membrane CD14，mCD14）分子受体。一定空间构象的LPS与单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等细胞上的Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）发生密切物理接触后，可诱使TLR4发生受体二聚化或多聚化，形成配体受体复合物，通过酶学级联反应，激活多个转录因子，促使TNF-a、IL-1、IL-6等细胞因子和趋化因子IL-8等炎症介质表达，表现出激动剂的效应，并且可增强细胞间的黏附，产生一系列病理反应（炎症反应）及生理反应（杀灭细菌和清除内毒素分子等的反应）；若LPS 的化学空间构象不能与TLR4发生密切物理接触，则表现为拮抗剂的效应。  另一方面，对于无mCD14受体的细胞，如内皮细胞和上皮细胞等，需要通过可溶型CD14受体（soluble CD14，sCD14）激活内皮细胞和上皮细胞上的TLR4，且sCD14同LPS-LBP结合形成sCD14-LBP-LPS三元复合物，该复合物既可将LPS转递给mCD14，也可以转递给内皮细胞等，通过TLR4产生一系列生物学效应（发热、炎症反应、DIC等）。另外，机体的实质细胞，如肝细胞，也有mCD14和TLR4受体，其表现类似于巨噬细胞。在无CD14等受体存在的情况下，LPS 甚至可直接结合TLR4发生效应，但其强度相对较弱。 LBP与内毒素结合形成LPS-LBP复合物后与mCD14或sCD14结合，刺激单核细胞和血管内皮细胞等，从而发生内毒素的激活效应，给机体带来有利和有弊的双重影响，其中上述转运为可逆性反应。在此过程中，LBP作为载体蛋白，将LPS传递给CD14等受体。实际上，LBP作为一种催化剂，催化LPS 与CD14结合：即LBP的N端区域先与LPS聚集体的LPS结合，使其解离为单体，形成LPS单体-LBP复合物（类似于底物-酶复合物），再通过LBP的C端区与CD14结合，形成LPS-LBP-CD14复合物；转递结束后，LBP从复合物中脱离出来，参与其转运功能的再循环。也就是说，LBP是通过作为一种催化剂的方式催化LPS与CD14 的结合。

LBP（脂多糖结合蛋白，lipopolysaccharide-binding protein）主要由肝细胞合成、分泌。人类肝细胞内LBP基因位于20号常染色体的长臂端q11，23和q12之间；人和兔的LBP基因已被克隆，其核苷酸序列也已阐明。 IL-6是LBP合成的必要条件。IL-6通过信号转导能够激活有关转录因子，促使人肝细胞的LBP基因转录和LBP的合成分泌。在无IL-6的条件下，体外培养的肝细胞合成LBP的量很少，39h后LBP的合成量会进一步减少；加入IL-6后，LBP的合成量显著增加，且不因时间延长而减少。单独使用IL-1、TNF-α及地塞米松均不能促进LBP合成，但三者均可以增强IL-6对LBP合成的作用，尤其是在L-6和地塞米松同时存在的条件下，或IL-6与TNF-α同时刺激时均可以明显增强LBP的合成。  人类肝细胞肿瘤细胞株Hep G2细胞能够合成、分泌LBP。Hep G2细胞为永生性细胞，可在体外长期传代培养，常常被用于研究LBP合成及其影响因素的实验细胞株。 Robert 等利用EB病毒作为载体，已从人肝细胞中克隆出LBP基因片段（cDNA），并将其整合到人肾细胞株（293-EBNA 细胞株）的DNA中，首次产生了重组的人LBP。 LBP由肝细胞合成后分泌入血，存在于正常人和动物血清中。人体中，LBP的正常值为3～7mg/L，炎症时其值升至50～100倍。 LBP属于急性期反应蛋白。在应激状态时，如机体血液遇到微量的内毒素达6~12h后，肝脏合成分泌LBP将显著增加，LBP释放的量与机体中内毒素的量和存在的持续时间似成正比。Patrick等认为，血浆LBP水平可作为败血症和相应内毒素血症的诊断和预后的标记物。White等报道，在感染性疾病中，LBP的水平显著高于健康者和非感染性疾病患者。LBP的持续高峰或继续升高与病死率明显相关。 LBP与杀菌/渗透增强蛋白、胆固醇酯转移蛋白（cholesterol ester transfer protein）和磷脂转移蛋白（phospholipid transfer protein）三种糖蛋白共同组成具有同源性的脂质结合蛋白家族。在无LBP存在时，LPS 与CD14分子细胞结合速度较有LBP存在时下降1000倍以下。高浓度的LPS也可直接作用于巨核细胞，但LBP在促进LPS诱导巨核细胞产生炎症介质方面起着重要作用。因此，LBP与LPS结合后，能明显增加巨核细胞对细菌吞噬及促进TNF-α分泌的作用。

LBP（脂多糖结合蛋白，lipopolysaccharide-binding protein）是一种相对分子质量为60000的糖蛋白，其蛋白质结构是一条相对分子质量为5000的单链多肽，在高尔基体发生糖基化反应，成熟后分泌入血成为糖蛋白。LBP不耐热，通常在50℃时活性稳定，在53～56℃之间活性丧失约50%。当小鼠血清或小鼠纯LBP加热到59℃时，活性全部丧失。人血浆对热较敏感，最普通的灭活补体方法（56℃，30min）就可以导致LBP70%的生物活性丧失。  目前已经阐明，人类LBP蛋白质的氨基酸序列是一条25个氨基酸残基的信号序列肽和一条452个氨基酸残基组成的成熟蛋白质多肽链，多肽链上有4个半胱氨酸和5个糖基化结合位点，分别位于多肽链的275~277、325~327、330~332，361～363及369～371位点上。兔LBP的蛋白质结构与人类很相似，也是由一条26个氨基酸残基组成的疏水性多肽链片段和一条456个氨基酸残基组成的蛋白质多肽链构成，其氨基酸序列与人类具有高度的同源性，有69%的氨基酸序列相同；而核苷酸序列的一致性为78%，但仅含有2个半胱氨酸和3个糖基化结合位点，分别位于275~277、325~327和361~363位点上。LBP的化学空间构象目前仍不清楚，可能类似于BPI（bactericidal/permeability-increasing protein，杀菌/渗透增强蛋白）。

目前认为，LPS进入宿主血液后，主要与宿主血液的脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide-binding protein，LBP）结合，LBP的主要作用是使血液中的LPS聚集体（aggregation）解离为LPS单体（monomer），并且能加速单体LPS 与CD14的结合，起着脂质穿梭（shuttle）和呈递作用，并具有催化功能。  LBP对游离的粗糙型LPS和光滑型LPS 以及革兰阴性细菌细胞膜上的LPS均具有高度亲和性，它易与LPS结合，并参与LPS的激活效应，因此而得名。LBP能够调理含LPS的颗粒物质，以及完整的革兰阴性细菌，介导被包被的颗粒附着到巨噬细胞上，有利于巨噬细胞发生吞噬反应。LPS分子带有负电荷的磷酸根能够同LBP、BPI（bactericidal/permeability-increasing protein，杀菌/渗透增强蛋白）中带正电荷蛋白质的有关结构域相结合，具有空间构象的相容性。LBP最早由美国学者Tobias等于1986年从患内毒素血症的急性反应期中的兔血清中发现并分离出来。Lei等于1988年从大鼠体内也分离出LBP；次年Robert等从人和其他动物体内分离出并获得LBP分子。