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区别要点 |
外毒素 |
内毒素 |
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产生菌 |
多数革兰氏阳性菌，少数革兰氏阴性菌 |
全部为革兰氏阴性菌 |
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存在部位 |
多数活菌分泌出，少数菌裂解后释出 |
细胞壁组分，菌裂解后释出 |
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化学成份 |
蛋白质 |
脂多糖 |
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稳定性 |
60℃半小时被坏 |
160℃2-4小时被破坏 |
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毒性作用 |
强，对组织细胞有选择性毒害效应，引起特殊临床表现 |
较弱，各菌的毒性效应相似，引起发热、白细胞增多、微循环障碍、休克等 |
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免疫原性 |
强，刺激宿主产生抗毒素，甲醛液处理后脱毒成类毒素 |
弱，甲醛液处理不形成类毒素 |
外毒素
产生外毒素的病原菌，主要有破伤风梭菌（Clostridium tetani）、肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）、白喉棒状杆菌（Corynebacterium diphtheriae）、A群链球菌、金黄色葡萄球菌等。痢疾志贺菌（Shigella dysenteriae）、鼠疫耶氏菌（Yersinia pestis）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、肠产毒素型大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌等也能产生外毒素。大多数外毒素是产毒菌进行新陈代谢过程中在细胞内合成后分泌到菌体外的，外毒素这一名称就是这样得来的。但也有少数外毒素合成后保存在体内，等菌死亡溶溃后才释放至周围环境中的，痢疾志贺菌和肠产毒素型大肠埃希氏菌的外毒素就属于这种类型。
外毒素毒性很强。最强的肉毒毒素1毫克纯品能杀死2亿只小鼠，其毒性比化学毒剂氰化钾还要大1万倍。不同病原菌产生的外毒素，对机体的组织器官具有选择性（医学上称为亲嗜性），引起特殊的病理变化。例如肉毒梭菌产生的肉毒毒素，能阻断神经末梢释放的起传递信息作用的乙酰胆碱，使眼肌、咽肌等麻痹，引起眼睑下垂、复视、吞咽困难等，严重的可因呼吸肌麻痹不能呼吸而死亡。又如白喉棒状杆菌产生的白喉毒素，特别喜欢结合在外周神经末梢、心肌等处，使那些容易受感染的细胞中蛋白质的合成受到影响，从而导致外周神经麻痹和心肌炎等。
大多数外毒素不耐热，在60℃的温度下加热半小时就可以破坏它们。葡萄球菌肠毒素是例外，若蛋糕等食品被葡萄球菌污染产生肠毒素后，即使在100℃的高温下加热半小时，食后仍能发生食物中毒。
外毒素是一类蛋白质，它能刺激宿主免疫系统产生良好的免疫应答反应，形成能中和外毒素毒性的特异性免疫球蛋白，这种球蛋白称为抗毒素。抗毒素存在于宿主血清中。例如康复后的白喉病人血清中就可以检测到白喉抗毒素。外毒素性质不稳定，若用0.3%-0.4%的福尔马林（甲醛）液作用1个月左右，毒性便降至几乎没有，但是这种没有毒性的蛋白质刺激机体发生免疫反应的能力（称为免疫原性）并未减弱。这种脱去毒性的外毒素称为类毒素。利用类毒素毒性很弱而免疫原性强的特点，可以做成预防针来进行免疫预防接种，使接种者通过自身的免疫系统产生足量的抗毒素，以预防以后可能入侵的外毒素产生菌的感染。目前用于预防白喉和破伤风的免疫制剂就是它们的类毒素。如果已经患了白喉、破伤风等外毒素产生菌引起疾病的患者，再接种相应的类毒素已来不及了，因为从注射类毒素到产生足量抗毒素约需1个月时间。有鉴于此，于是生物制品研究所等制造免疫药品的单位将类毒素接种到马身上，使马匹产生特异抗毒素，再将这些抗毒素提纯精制，制成治疗用针剂。用这些抗毒素就能治疗那些白喉或破伤风患者。
按细菌外毒素对宿主细胞的亲嗜性和作用方式不同，可分成神经毒素（破伤风痉挛毒素、肉毒毒素等）、细胞毒素（白喉毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素1、A群链球菌致热毒素等）和肠毒素（霍乱弧菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素等）三类。
多数外毒素的分子结构由A和B两种亚单位组成。A亚单位是外毒素的活性部分，决定其毒性效应；B亚单位无毒，能与宿主易感细胞表面的特殊受体结合，介导A亚单位进入细胞，使A亚单位发挥其毒性作用。所以，外毒素必须A、B两种亚单位同时存在才有毒性。因为单独的毒性A亚单位，不能自行进入易感细胞。因为B亚单位与易感细胞受体结合后能阻止该受体再与完整外毒素分子结合，现有学者利用这一特点，正在研制外毒素B亚单位疫苗以预防相应的外毒素性疾病。
内毒素
内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁中的一种成分，叫做脂多糖。脂多糖对宿主是有毒性的。内毒素只有当细菌死亡溶解或用人工方法破坏菌细胞后才释放出来，所以叫做内毒素。
内毒素不是蛋白质，因此非常耐热。在100℃的高温下加热1小时也不会被破坏，只有在160℃的温度下加热2到4个小时，或用强碱、强酸或强氧化剂加温煮沸30分钟才能破坏它的生物活性。与外毒素不同之处，还有：内毒素不能被稀甲醛溶液脱去毒性成为类毒素；把内毒素注射到机体内虽可产生一定量的特异免疫产物（称为抗体），但这种抗体抵消内毒素毒性的作用微弱。
内毒素脂多糖分子由菌体特异性多糖、非特异性核心多糖和脂质A三部分构成。脂质A是内毒素的主要毒性组分。不同革兰氏阴性细菌的脂质A结构基本相似。因此，凡是由革兰氏阴性菌引起的感染，虽菌种不一，其内毒素导致的毒性效应大致类同。这些毒性反应主要有：
发热反应。人体对细菌内毒素极为敏感。极微量（1-5纳克/公斤体重）内毒素就能引起体温上升，发热反应持续约4小时后逐渐消退。自然感染时，因革兰氏阴性菌不断生长繁殖，同时伴有陆续死亡、释出内毒素，故发热反应将持续至体内病原菌完全消灭为止。内毒素引起发热反应的原因是内毒素作用于体内的巨噬细胞等，使之产生白细胞介素1、6和肿瘤坏死因子α等细胞因子，这些细胞因子作用于宿主下丘脑的体温调节中枢，促使体温升高发热。
白细胞反应。细菌内毒素进入宿主体内以后，血流中占白细胞总数60-70%的中性粒细胞数量迅速减少，这是因为细胞发生移动并粘附到组织毛细血管上了。不过1-2小时后，由内毒素诱生的中性细胞释放因子刺激骨髓释放其中的中性粒细胞进入血流，使其数量显著增加，有部分不成熟的中性粒细胞也被释放出来。革兰氏阴性菌的伤寒沙门菌是例外，其内毒素使白细胞总数始终是减少状态，目前还不清楚是什么原因。由于绝大多数被革兰氏阴性菌感染的患者血流中白细胞总数都会增加，所以现在医生在诊断前，为了初步区别是细菌性感染还是病毒性感染，常常要化验病人的血液，对白细胞进行总数测定和分类计数。被病毒感染的病人，其白细胞总数和中性粒细胞百分比基本在正常值范围内。
内毒素血症与内毒素休克。当病灶或血流中革兰氏阴性病原菌大量死亡，释放出来的大量内毒素进入血液时，可发生内毒素血症。大量内毒素作用于机体的巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞、血小板，以及补体系统和凝血系统等，便会产生白细胞介素1、6、8和肿瘤坏死因子α、组胺、5羟色胺、前列腺素、激肽等生物活性物质。这些物质作用于小血管造成功能紊乱而导致微循环障碍，临床表现为微循环衰竭、低血压、缺氧、酸中毒等，于是导致病人休克，这种病理反应叫做内毒素休克。
关于内毒素休克，过去曾有过惨痛的教训。20世纪40年代青毒素刚问世的时候，医生发现青霉素对脑膜炎奈瑟菌引起的流行性脑膜炎疗效非常显著。因此，凡发现这类病人，一律优选青霉素进行治疗；且按照一般规律，用药剂量随病情严重程度而递增。结果发生了意外，用大剂量青霉素治疗重症脑膜炎患者时，不少发生了内毒素休克而死亡。后来经过研究分析，发现了其中的原委。病情严重的患者，体内存在的病原菌数量多，医生采用大剂量“轰炸”，意欲“一举歼敌”。快速、彻底杀灭病原体，这种战略无可非议，但有些医生忽略了另一方面，即流行性脑膜炎的病原菌是属革兰氏阴性菌的脑膜炎奈瑟菌，其致病物质是内毒素，而内毒素是要在病菌死亡后再放出的。如今用大剂量青霉素一下子将全部病菌杀死，也就是使大量内毒素一次放出，促成了内毒素休克，加速了患者的死亡。随着医学的进步，现在医生遇到这类病人，一方面仍然要用大剂量的有效抗菌药物去对付，同时要加用激素类药物，以保护对内毒素敏感的细胞不对内毒素诱生的细胞因子发生反应，从而度过“休克”难关。犹如外科手术时，采用麻醉药使病人丧失痛觉一样。
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