01 鲎

鲎，音[hòu]，属于肢口纲剑尾目的海生节肢动物，鲎形似蟹，身体呈青褐色或暗褐色（图一）；鲎除了长相比较奇特以外，还有另一个独有的特点，一般动物的血液中由于含有铁元素而呈现红色，而鲎的血液却是含有铜元素而呈现蓝色（图二）。鲎的祖先出现在4亿年前的古生代泥盆纪，随着时间的推移，地球上的其他生物都经历着进化或灭绝等过程，但鲎确一直保持着其祖先的原始面貌，因此，鲎也被称为地球生物的“活化石”。

图一 鲎

来源：浙江中医药博物馆

图二 鲎的血液

图片来源网络

02 鲎试剂的发展

Fred Bang

1956年，美国科学家Fred Bang发现革兰氏阴性菌能使鲎血液凝固；

1963-1964年，Bang和病理学家Jack Levin证明了鲎学凝固的机制；

1968年，Bang和Levin开发出了鲎试剂；

1980年，美国将鲎试剂检测法收录药典（二十版）；

1995年，中国将鲎试剂检测法收录1995版药典（第二部）。

鲎试剂的作用机理

目前常采用鲎试剂凝胶法来检验内毒素，此法将待测样品加入鲎试剂中。通过观察有无凝胶形成作为反应的终点，如鲎试剂凝固，则证明待测样品中含有内毒素（图三）。此方法的特点是简单易操作，可进行定性和半定量分析。

图三 鲎试剂作用机理

鲎试剂的制备

目前鲎试剂制备的基本工艺如下：

图四 鲎试剂的制备流程图

03 鲎试剂的短缺

革兰氏阴性菌是致热性最强的内毒素，鲎试剂检测法是检测内毒素最敏感的方法，而医药行业进行检测需要消耗的鲎试剂量比较大，再加上人类对鲎的捕杀和滥用，根据国家林业和草原局、农业农村部2021年2月25日公告（2021年第3号文件），内毒素检测试剂所用原料鲎（中国鲎及圆尾鲎）现已被列为国家二级保护动物（图五），这也印证了前文所说，市场上所使用的鲎试剂面临着短缺。

图五 国家林业和草原局、农业农村部公告（部分节选）

04 热原

何为热原

热原是指能够引起恒温动物体温异常升高的物质，热原引起的热原反应临床上最明显的表现就是体温升高（图六）、发热、恶心、呕吐等现象，发展到后期严重的可引起昏迷、休克，甚至死亡。

 图六 发热机理

热原的来源

热原的来源主要有以下两个途径（见表一）：第一、药品和医疗器械生产过程中混入的细菌在生长和繁殖过程中以及死亡后所释放出的内毒素，此途径热原主要采用前文所述的鲎试剂热原法进行评价；第二，由医用材料所介导的非内毒素相关的因素而引起致热物质，此途径热原主要采用家兔热原法进行评价。

表一 不同途径介导的热原物质

信息来源：GB/T 16886.11-2011 附录F

05 医疗器械中热原的检测

家兔热原检测法

目前医疗器械中热原检测的方法还是普遍采用家兔热原检测法，中国药典（2020年版）规定，将一定剂量的供试品通过耳缘静脉注入家兔体内（图七），在规定时间内观察家兔体温升高的情况，以判定供试品中所含热原的限度是否符合规定。

图七 家兔耳缘静脉注射

哪些医疗器械需要进行热原试验

医疗器械的种类繁多，根据医疗器械的使用特征可将市面上的医疗器械按以下四大类划分（图八）。

图八 根据医疗器械使用特征分类

医疗器械在使用的过程中分与人体接触和不与人体接触两种形式，对于与人体接触的医疗器械需要考虑接触的医疗器械材料是否对人体有影响或者危害，为此需要进行生物学评价。根据GB/T 16886.1-2011《医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评价与试验》中规定，热原试验属于全身毒性（急性）试验中的一种试验类型，也是生物学评价需要考虑的一种试验。

是不是所有与人体接触的医疗器械都需要进行热原试验呢？根据与人体接触的性质和接触时间的不同，所需要进行的生物学评价试验也不同。直接或间接与血管内、淋巴内或鞘内接触的产品，或是可能与类似全身接触的产品，或是眼内使用的眼科产品都需要进行热原试验。GB/T 16886.1-2011附录A中给出了进行热原试验的评定框架，参考图九、表二，本文也给出了市面上常见的需要进行热原检测试验的医疗器械产品举例，可供参考（图十）。

图九 与人体接触性质和接触时间

表二 考虑进行热原试验的判定

图十 需要进行热原试验的医疗器械品名列举

06 总结

医疗器械在辅助治疗人类各种疾病中发挥着重要的作用，但并不希望这些医疗器械在使用过程中对使用者产生不良事件，而组成医疗器械的材料所致以及医疗器械生产过程中容易混入热原物质，因此，如何准确的评价所使用医疗器械的生物安全性显得尤为重要。

根据《中国药典》和GB/T 14233.2-2005中规定热原检测的两种方法：鲎试剂法和家兔法，虽然鲎试剂检测方法简单经济，但鲎试剂法在医疗器械热原检测中无法推广最大的局限性在于其只能特异性的内毒素所介导的热原，无法判断是否由医疗器械材料所介导的热原物质。而家兔热原法则能更好的反应出产品的热原情况。邹文等学者也将鲎试剂法和家兔法检测热原进行了比较研究，结果显示家兔热原法在医疗器械热原检测中较鲎试剂法更为灵敏和可靠。目前市面上也已经在开发其他的热原检测的试验方法，如人全血 IL -1βELISA 法、重组表达的C因子检测方法等。

医疗器械生产企业特别是生产无菌、植入类医疗器械针对自身产品的特性，结合本文表二提供的判定框架，谨慎选择进行热原检测的方法。正确的反映出产品的热原水平，确保患者的用械安全。

参考文献

[1] 美国药典（第二十版）

[2] 中国药典（1995版第二部）

[3] 中国药典（2020年版四部通则1142）

[4] 热原和热原的检查方法

[5] GB/T 16886.11-2011 医疗器械生物学评价 第11部分 全身毒性试验

[6] GB/T 14233.2-2005 医用输液、输血、注射器具检验方法 第2部分 生物学试验方法

[7] 家兔法和内毒素法检查生物材料热原的适应性研究