热原也称为发热性物质(日本药局方)''英文叫做Pyrogen,即能够引起恒温动物体温异常升高的物质总称。
与注射剂有关的发热性物质研究可追溯到16世纪。直到18世纪丹麦生理学家panum的研究中断定,“发热物质是一种对热稳定,溶于水,不溶于乙醇,由活的细菌中来的一类物质,而且微量静注后就能引起高热反应”。
1923年,Seibert肯定地证实了所有注射剂的发热原因是通过革兰氏阴性菌所产生的一种可滤过的高热稳定的热原污染结果。随后Rademaker进一步证实了Seibert的发现,并进一步强调避免细菌污染的重要性。之后的共同研究确立了使用家兔检测注射剂及水中致热物质的方法。
这个结果导致了官方的重视,20年后,美国药典于1942年USP12)进行了收载''其后,各国药典相继收载,CHP→1953年''BP→1953年''JP→1951年第6版药局方''半个多世纪来,热原检查法在保证注射剂的安全用药方面发挥了重要作用。
2热原与热原反应
热原即发热性物质,目前普遍认为是由革兰氏阴性菌所产生的内毒素(脂多糖),广义说,是所有引起恒温动物体温异常升高物质的总称。
除内毒素引起发热外,还包括病毒,干扰素以及其它种种发热物质。
热原反应是指临床输液反应,如果将携带超量热原物质的注射液静脉输入人体,通常在05-2h内引起机体严重的临床反应。表现为:机体外周皮肤血管收缩,停止排汗,散热减少,发生冷感、寒战、发热、头痛、恶心、呕吐,严重时可出现昏迷、休克、死亡等一系列临床症状,体温通常可上升至40℃左右。
3热原的本质
在自然界,热原分布很广,可以说无处不在,无处不有,关于热原本质的研究,目前在世界范围内,主要存在二种观点。
另一种观点是:热原可能是一类能刺激哺乳动物巨噬细胞MQ所产生的细胞分裂素Cytokines的物质的总称。所谓细胞分裂素是一类内源性物质(包括:白细胞介素1,白细胞介素6TNF等)和干扰素类。这些内源性的热原质可直接作用于大脑中枢神经系统刺激体温中枢,最后使机体发热。
4、内毒素分子结构
(略)
5、细菌毒素(内毒素与外毒素)性质与特点
一般细菌毒素分为两类,一类为外毒素Exotoxin)是一种毒性蛋白质,是细菌生长过程中分泌到菌体外的毒性物质,产生外毒素的细菌主要是G—白喉杆菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌、金黄色葡萄球菌以及少数革兰氏阴性菌,另一类为内毒素endotoxin),是革兰氏阴性
菌细胞外壁层上的特有结构,细菌在生活状态时不释放出来,只有当
细菌死亡自溶或粘附在其他细胞时,才表现出毒性,内毒素的主要化学成分是脂多糖中类脂A成分。
外毒素的性质与特点:
·毒性强·具有抗原性
·无发热性·细菌的代谢产物
·单纯蛋白质、易分解破坏,对光、热、酸碱不稳定
内毒素性质与特点:
·强的发热性·细胞壁上特有结构
·毒性作用弱·抗原性弱
·核酸多糖的高分子聚合物,不易破坏
·耐热性·对酸、碱不敏感
·水溶性好,生物活性强
6、细菌内毒素的生物活性
细菌内毒素在机体水平上的生物活性表现在以下方面:
·发热性·致死毒性·体重减少
·Shwartzman反应·骨髓反应·白血球减少
·血小板减少·非特异的感染防御(nonspecificresitance)
·耐受性(tolerant)·辅药作用(adjuvant)
·寒颤(血压低下,血管内凝固)
7热原的物理化学特性:
1耐热性:
我们知道细菌内毒素除了具有各种生物活性外,还具很强的耐热性,一般的高压灭菌不能使其灭活,需250℃30分钟以上的干热灭菌才能使其灭活,目前我国药典热原检查法和细菌内毒素检查法中关于玻璃用具的灭菌处理为180℃2小时或250℃30分钟以上,而日本药局方第十三改正为250℃1小时以上。其它各国药典也大都如此,据国外文献报导,当对细菌内毒素的水溶液,在不同温度下保温处理后进行检测,发现其内毒素活性在200℃1小时时还能检测出来。而只有当加热到250℃1小时才能完全灭活,国内细菌内毒素标准品的耐热情况虽然未能考察,但可以认为对细菌内毒素检查法中玻璃用具等的除菌最好采用250℃1小时以上的干烤处理。
由于热原的种类繁多,耐热性不完全相同,一般含脂多糖结构的耐热性强,含蛋白质成份耐热差。
2滤过性
体积小,1-50mu间,可通过滤器,但不能通过透析膜或过滤板。
3水溶性:易溶于水,不溶于有机溶媒
4不挥发性:不易挥发,但能随水汽雾头夹带入蒸馏水中
5被吸附性:可被吸附剂吸附,如活性炭等。
8除去热原的方法:
实验用具:250℃30分钟以上,1802hr以上。
JP250℃1h以上,其它药典也如此。
样品:湿热(高压蒸气流)处理,过滤:薄膜过滤后渗压法。
其他:酸碱破坏法
9、检测热原的方法
家兔法-热原检查法
化学方法-BET法
生物学方法—TL-Ⅰ,TL-Ⅱ等的测定
其他方法-免疫测定方法ELISA法等
常用的化学方法BET,是最近20年来发展最快的方法、BET法的优点是方便、快捷、灵敏、经济、克服了生物测定的误差。USP2000年24版,600多种,中国药典2000版69种,还在做工作,5年后估计200种左右。
10、中国药典热原检查法:
中国药典98增补本、2000年版较1995年版以前,热原检查法有较大的修订。
2000年版药典附录IXD热原检查法
供试用的家兔应健康无伤,体重17-30kg,雌兔应无孕。预测体温前7日即应用同一饮料饲养,在此期间内,体重应不减轻,精神、食欲、排泄等有得有异常现象。未经使用于热原检查的家兔;或供试品判定为符合规定,但组内升温达06℃家兔;或三周内未曾使用的家兔,均应在检查供试品前3-7天内预测体温,进行挑选。挑选试验的条件与检查供试品时相同,仅不注射药液,每隔30分钟测量体温1次,共测8次,8体温均在380-396℃的范围内,且最高最低体温的
差数不超过04℃的家兔,方可供热原检查用。用于热原检查后的家兔,如供试品判定为符合规定,至少应休息2日方可供第2次检查用。如供试品判定为不符合规定,则组内全部家兔不再使用。每一家兔的使用次数,用于一般药品的检查,不应超过10次。
试验用的注射器、针头及一切和供试品溶液接触的器皿,应置烘箱中用250℃加热30分钟或用180℃加热2小时,也可用其他适宜的方法除去热原。
检查法取适用的家兔3只,测定其正常体温后15分钟以内,自耳静脉缓缓注入规定剂量并温热至约38℃的供试品溶液,然后每隔30分钟按前法测量其体温1次,共测6次,以6次体温中最高的一次减去正常体温,即为该兔体温的升高度数。如3只家兔中有1只体温升高06或06℃以上,或3只家兔体温升高均低于06℃,但升高的总数达14℃或14℃以上,应另取5只家兔复试,检查方法同上。
结果判断在初试3只家兔中,体温升高均低于06℃,并且3只家兔体温升高总数低于14℃;或在复试的5只家兔中,体温升高06℃或06℃以上的兔数仅有1只,并且初试、复试合并8只家兔的体温升高总数为35℃或35℃以下,均认为供试品的热原检查符合规定。
在初试3只家兔中,体温升高06℃或06℃以上的兔数超过1只;或在复试的5只家兔中,体温升高06℃或06℃以上的兔数超过1只;或在初试、复试合并8只家兔的体温升高总数超过35℃,均认为供试品的热原检查不符合规定。