从源头到工艺：内毒素控制与去除全解析|内毒素|凝胶|热原|细胞|细菌|蛋白

引言：内毒素的威胁及其重要性

内毒素（Endotoxin）是革兰阴性菌外膜不可或缺的结构成分，是在细菌繁殖过程中以及菌体崩解、自溶时所释放出的毒性物质，其主要成分为脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）。

在生物制品的生产过程中，内毒素是常见且严重的污染源。内毒素污染不仅会影响生物制品的纯度，还可能引发强烈的免疫反应，严重情况下甚至会导致患者出现发热、休克等不良反应。因此，在生物制品的生产工艺中，内毒素的去除和检测至关重要，是保障产品安全性的核心步骤。

Fig.1 内毒素结构示意图（图片引自Monteiro和Faciola，2020）

内毒素有单体、胶束或囊状的存在形式。内毒素以胶束、立方体、层状或囊泡形式聚集，在药物溶液中呈现净负电荷。带负电荷的“胶束”内毒素可以吸附在多聚阳离子配体上，或者可以通过疏水脂质尾部与疏水表面的相互作用去除单个内毒素单体。

内毒素污染的主要来源

内毒素污染主要来自两大方面：

•生产系统污染：在基因工程生产中，大肠杆菌常用于表达重组蛋白。在细胞破壁和纯化过程中，细菌内毒素会大量释放到溶液中，成为主要污染源。通常10%的湿菌浓度可产生几万EU/mL的内毒素。

•原材料和环境污染：即便使用CHO细胞或酵母等不产生内毒素的表达系统，生产所用的原辅材料、溶液、生产环境以及操作过程中的污染，依然可能引入内毒素。

内毒素检测方法概述

为了保障生物制品的安全性，内毒素检测是必不可少的一环。常见的检测方法包括：

家兔热原法

本法作为最早的热原检查法仍收录在现行版《中国药典》中。由于家兔对热原的反应与人基本相似，所以采用家兔耳缘静脉注射的方式，监测家兔体温，用来定性检测热原。这种方法较为传统，但在敏感性和环保性方面有所限制。

鲎试剂（LAL）法

鲎试剂（LAL）法包括凝胶法和光度测定法，其中凝胶法包括凝胶限度试验和凝胶半定量试验两种，为《中国药典》规定的“仲裁”方法；光度测定法又分为浊度法（包括终点浊度法和动态浊度法）和显色基质法（包括终点显色法和动态显色法）。该方法利用鲎试剂中的凝胶酶与内毒素反应，被广泛用于检测。其具有操作简便、灵敏度高的优点。