1. 体外细胞实验

• 免疫细胞活化研究
  • 刺激巨噬细胞（RAW264.7、THP-1）、单核细胞、树突状细胞，诱导其向促炎（M1）型极化，释放TNF-α、IL-1β、IL-6、NO等炎症因子。
  • 用于TLR4/NF-κB/MAPK通路机制研究，是解析先天免疫识别、信号传导的标准工具。
• 药物筛选模型
  • 建立 LPS 诱导的细胞炎症模型，高通量筛选抗炎化合物、中药单体、抗体或多肽，评估其抑制细胞因子、信号通路的效果。
• 细胞培养质控
  • 检测培养基、血清、耗材的内毒素污染：微量 LPS（pg 级）即可改变免疫 / 干细胞表型与功能。

2. 体内动物疾病模型

• 脓毒症 / 内毒素休克模型
  • 小鼠 / 大鼠尾静脉 / 腹腔注射高剂量 LPS，快速诱发全身炎症（SIRS）、多器官衰竭、死亡，模拟临床革兰氏阴性菌脓毒症，用于病理机制与新药（如抗炎、抗休克药）测试。
• 器官特异性炎症模型
  • 急性肺损伤（ALI/ARDS）：气道滴注 LPS，模拟肺炎型急性呼吸窘迫。
  • 神经炎症：脑室 / 腹腔注射 LPS，诱导小胶质细胞激活，用于阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症的神经炎症机制研究。
  • 肝炎、肠炎、关节炎：局部注射 LPS 构建对应器官炎症模型。
• 免疫耐受 / 预适应研究
  • 低剂量 LPS 预处理可诱导免疫耐受，减轻后续感染 / 休克的损伤，用于研究内毒素耐受、缺血再灌注保护机制。

二、医药与生物制品：质量控制（法定必检）

LPS（内毒素）是注射药、医疗器械、生物制剂的强制质控指标，直接关系临床安全。

• 检测对象
  • 注射用药品（输液、抗生素、疫苗、蛋白药物）、植入器械、手术耗材、透析液、细胞治疗产品。
• 标准方法
  • 鲎试剂（LAL）法：灵敏度达0.001 EU/mL，为全球药典（中国 / 美国 / 欧洲）法定方法。
  • 替代法：重组 C 因子（rFC）法，无动物源、稳定性更强。
• 安全意义
  • 内毒素超标输入人体会引发高热、寒战、休克、死亡，质控为临床安全底线。

三、疫苗与免疫治疗：佐剂与抗原（核心应用）

LPS 及其衍生物是高效、安全的疫苗佐剂，并可作为保护性抗原。

1. 疫苗佐剂（主流应用）

• 天然 LPS：毒性强，仅限兽用。
• 减毒衍生物（临床使用）
  • 单磷酰脂质 A（MPL）：去除 LPS 部分糖链与磷酸基团，保留 TLR4 激活能力、毒性降低 99%。
  • 应用：已用于人用疫苗（如 HPV 疫苗、带状疱疹疫苗），增强抗体与 T 细胞应答、减少抗原用量。
  • 优势：比铝佐剂诱导更强的细胞免疫，安全性良好。

2. 疫苗抗原

• O - 抗原结合疫苗
  • 提取细菌（脑膜炎奈瑟菌、沙门氏菌、痢疾杆菌）的O - 抗原，与载体蛋白（如破伤风类毒素）偶联，诱导保护性抗体，用于预防流行性脑脊髓膜炎、细菌性痢疾。

四、临床诊疗：脓毒症与感染相关应用

1. 诊断标志物

• 检测血浆 LPS 水平，辅助诊断革兰氏阴性菌败血症、肠道屏障损伤（肠漏）、胰腺炎，判断感染严重度与预后。

2. 治疗靶点（前沿方向）

• 抗 LPS / 抗脂质 A 抗体：中和循环 LPS、阻断 TLR4 信号，用于脓毒症辅助治疗。
• 血液净化
  • 新型LPS 亲和吸附材料（如双亲和肽 + 分子印迹聚合物），通过血液灌流高效清除脓毒症患者血中 LPS，减轻器官损伤、提高存活率。

五、其他领域应用

• 兽药 / 水产养殖
  • 低剂量 LPS 作为免疫增强剂，提高畜禽、鱼虾抗感染力。
• 中药与天然产物研究
  • 部分草药提取物的免疫激活活性源于含有的 LPS，用于评估药材质量与作用机制。

六、LPS 不同来源与规格的用途差异

• 大肠杆菌 O55:B5：最常用，体外细胞刺激、内毒素检测、动物脓毒症模型。
• 大肠杆菌 O111:B4：B 细胞激活、一氧化氮（NOS）诱导、关节炎模型。
• 沙门氏菌、铜绿假单胞菌 LPS：特定菌型感染与免疫研究。