脂多糖（LPS），作为革兰氏阴性菌细胞壁的关键组分，在宿主的免疫反应中扮演着举足轻重的角色。其复杂的生物学功能涵盖了从增强非特异性免疫到诱导耐受性等多个方面，这些功能对于宿主应对感染和维持内稳态至关重要。

一、增强宿主的非特异性免疫

脂多糖在低剂量时展现出显著的免疫激活能力。它能刺激B淋巴细胞，促使其产生多克隆抗体，从而拓宽了机体对抗病原体的抗体库。同时，LPS还能促进T淋巴细胞的成熟，这对于细胞介导的免疫反应至关重要。

此外，LPS能激活自然杀伤细胞（NK细胞），增强其杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞的能力。更重要的是，LPS能激活巨噬细胞，提升其吞噬和消化病原体的效率，并诱导其合成和分泌多种细胞因子，如干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子和白细胞介素。这些细胞因子在调节免疫应答、促进免疫细胞增殖和分化、以及直接抗病毒和抗肿瘤作用中发挥着关键作用。

LPS还能通过替代途径激活补体系统，进一步放大其免疫效应。这些效应共同作用于增强宿主的非特异性免疫能力，对抗辐射损伤，促进粒-单核细胞的增殖，提升吞噬细胞的免疫功能，甚至诱导肿瘤坏死，从而增强机体对肿瘤的抵抗力。因此，LPS在某种程度上具有免疫佐剂的活性，对宿主的健康产生有益影响。

在动物实验中，注射LPS后可以观察到肝、脾体积和重量的增加，以及肝、肺、淋巴结等单核-吞噬细胞系统组织的增生和细胞分裂的加速。这些变化反映了LPS对免疫系统的强烈刺激作用。

二、诱导内毒素耐受

尽管LPS具有显著的免疫激活作用，但低剂量的LPS长期或重复暴露却能诱导宿主产生内毒素耐受现象。这种耐受性表现为机体对后续LPS刺激的反应性降低。

内毒素耐受的产生与多种机制有关。其中，Toll样受体4（TLR4）的表达下调是一个关键因素。TLR4是LPS的主要识别受体，其表达减少会直接影响LPS的识别和信号转导。此外，转录调节因子如核因子NF-κB的活性改变也发挥重要作用。在LPS耐受过程中，NF-κB复合物中p65和p50的比例下降，影响NF-κB的转位入核和下游基因的表达。同时，IRAK（白细胞介素-1受体与激酶结合蛋白）的表达下降及其与TLR4的胞质DD结构域的结合受阻，也限制了LPS信号转导通路的激活。

这些变化共同导致TNF-α、IL-1等关键炎症因子的表达减少，从而产生内毒素耐受现象。这种耐受性有助于宿主在长时间暴露于LPS时避免过度的炎症反应，维护内环境的稳定。

三、诱导非特异性感染耐受

除了诱导内毒素耐受外，LPS还能通过激活免疫细胞诱导非特异性感染耐受现象。这一过程中，NF-κB、AP-1、STAT等信号通路发挥关键作用。这些信号通路不仅参与LPS的信号转导还与其他细胞因子、病原体及其产物的信号传导相互交织。

在LPS的刺激下，NF-κB等转录因子从胞质转位进入细胞核内，诱导其管辖的基因表达。这些基因可能编码抑制性细胞因子如IL-4、IL-10等，这些细胞因子通过抑制过度的免疫反应来维持内环境的稳定。同时，这些细胞因子还能影响其他细胞因子、病原体及其产物的信号传导，从而产生非特异性感染耐受现象。

这种耐受性有助于宿主在面对感染时维持适度的免疫反应，既能够有效清除病原体，又能够避免过度的炎症损伤。