酶与疾病

酶与疾病的诊断和治疗
摘要：酶作为药物用于疾病的诊断和治疗已有一段历史，其不但可以治疗多种疾病而且还具有疗效显著和副作用小等特点。

早期酶类药物的临床应用以消化和消炎为主，随着现代酶学和分子医学的发展，酶在疾病医疗方面的应用范围越来越广，现在已经发展至降压、凝血、抗肿瘤、抗病毒等多种用途。

本文主要从治疗用酶的种类、功能等方面介绍酶在现代疾病治疗中的作用和前景。

关键词：酶，疾病，诊断，治疗
人体作为一个复杂的生物反应器，代谢反应有成千上万种之多，在这其中，各种酶起到了至关重要的催化和调节作用。

所以，使用酶作为疾病的诊断和治疗手段会有显著的疗效。

在我国，酶作为一种药物用于疾病治疗已有数千年的历史，早在三千多年前人们就发现了使用麦曲（富含多种酶）可以治疗消化障碍症。

1893年Francis等发现使用木瓜蛋白酶治疗白喉和结核性溃疡病可以获得了良好效果，引起了医药界的重视。

在以后百余年的历史中多种酶被用作药物，在医学各科的临床治疗中发挥了特殊的作用，逐渐发展成为酶疗法（Enzyme therapy）。

酶直接参与疾病的诊断和治疗主要可分为以下3个方面，一是临床诊断用酶，如用转氨酶诊断肝炎；二是临床治疗药用酶，如溶菌酶用于抗菌消炎和镇痛；三是直接用含有特定酶的体外循环装置清除体内代谢废物。

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1 在疾病诊断方面的应用
1.1根据体液酶活变化诊断疾病
一般健康的人体液内含有的某些酶的量是相对恒定的，若出现某些疾病和病变，则体液中某种或某些酶的活力将会发生相应的变化。

所以人们可以根据体液酶活变化诊断某些疾病。

5’-核苷酸酶(5’-NT)是一种催化核苷酸分子中磷酸链水解的特异性磷酸酶，广泛存在于各种组织的细胞膜上，但释放入血循环中的5’-核苷酸酶仅来源于肝胆组织，可以作为肝胆系统疾病辅助诊断指标【1】。

丁酰胆碱酯酶在肝脏合成后立即释放到血浆中，故血清丁酰胆碱酯酶的浓度通常能反映其合成速率。

丁酰胆碱酯酶活性测定是评价肝细胞蛋白质合成功能的灵敏指标，各种慢性肝病，如肝炎(包括病毒性肝炎和阿米巴肝炎)、肝脓肿和肝硬化患者中，约有50%丁酰胆碱酯酶活性持续降低。

联合丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶等其他肝功能指标的检测和临床情况可综合评价肝功能情况【2,3】。

脂肪酶(Lypase，LPS)是一种能水解长链脂肪酸甘油酯的酶，主要由胰腺分泌。

急性胰腺炎发病后4~8 h开始升高，24 h达到峰值，可持续10~15 d，并且脂肪酶增高可与淀粉酶增高平行，但有时其增高时间更早，持续时间更长，增高程度更明显。

因此，血脂肪酶的测定值可以作为急性重症胰腺炎的早期诊断指标，并有一定的特异性。

LPS诊断急性胰腺炎的灵敏度可达82%~100%【4】。

1.2使用酶测定体液中物质含量变化诊断疾病
酶具有专一性强、催化效率高等特点，可以利用酶来测定体液中某些物质的含量从而诊断某些疾病。

如利用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的联合作用检测血液和尿液中葡萄糖的含量，从而作为糖尿病临床诊断依据。

且这两种酶都可以固定化制成酶试剂纸或酶电极十分方
便地进行临床检测。

尿酸酶可使尿酸迅速氧化变成尿囊酸，不再被肾小管吸收而排泄。

对结节性痛风、尿结石及肾病功能衰竭所致高尿酸血症有良效，使用尿酸酶测定血液中尿酸含量的多少可以诊断痛风病，目前该酶的固定化酶已经在临床诊断中广泛使用【5】。

此外，胆碱酯酶和胆固醇氧化酶也已广泛用于测定血液中胆固醇的含量诊断高血压和心血管疾病。

2 药用酶主要分为几大范畴：
2.1 消炎、消肿的治疗酶：
酶用作抗炎剂能对炎症病灶的血管通透性升高，白细胞游走，肉芽组织的形成等均有一定影响。

临床用于外伤、手术后、关节炎、副鼻窦炎等伴有水肿的炎症，能促进渗出液再吸收，达到抗水肿的目的。

可以采用口服给药，也可局部外用于清洁创面和化脓。

如木瓜蛋白酶是一种常用的抗炎酶，现代医学认为木瓜蛋白酶与胃蛋白酶的性能相似，能帮助消化蛋白质，可用于治疗胃炎和消化不良，对难水解的蛋白质水解效能尤其明显，因此被称为生物性解剖刀，具有化解死细胞的能力，伤口清创术，治疗烧伤烫伤【6】。

在医药上菠萝蛋白酶可用于生物体内溶解纤维蛋白及血凝块，因此可用于治疗水肿及多种炎症；它能迅速溶痂，对正常组织无害，不影响植皮，适用于中小面积深度烧伤的治疗。

溶菌酶能催化水解细菌细胞壁肽聚糖N-乙酰氨基葡糖与N-乙酰胞壁酸之间的1,4-β-糖苷键。

糖苷键水解使肽聚糖分子发生断裂，细胞壁内外两侧渗透压失衡，造成细胞破裂，导致微生物因细胞壁溶解而被杀死，利用溶菌酶治疗各种五官科急性炎症如急性咽炎、急性喉炎、急性中耳炎等效果明显【7】。

此外胰凝乳蛋白酶，超氧化物歧化酶等消炎抗肿酶也已大量生产，广泛应用于医药保健品行业。

2.2 治疗血栓的药用酶：
血栓是血流在心血管系统血管内面剥落处或修补处的表面所形成的小块。

由不溶性纤维蛋白，沉积的血小板，积聚的白细胞和陷入的红细胞组成。

血栓在老年人群中较为常见，易引发高血压、动脉硬化等疾病。

从健康人尿或人肾组织培养中分离获得的尿激酶，能催化裂解纤溶酶原成纤溶酶，后者不仅能降解纤维蛋白凝块，亦能降解血循环中的纤维蛋白原、凝血因子Ⅴ和凝血因子Ⅷ等，从而发挥溶栓作用，还能提高血管ADP酶活性，抑制ADP诱导的血小板聚集，预防血栓形成。

从链球菌中提取的链激酶可以激活纤溶酶原，使其溶解血块从而达到治疗血栓的目的。

纳豆中的纳豆激酶是直接分解血栓的纤维蛋白酶，具有强大的溶栓作用，并可以直接口服使用而无出血性副作用【8】。

目前这三种酶均已广泛应用于医药生产。

2.3 胃肠道药用酶：
酶作为消化剂应用于临床，它能补充内源消化酶的不足，用于治疗消化紊乱或促进消化。

消化酶制剂对保证老年人的消化吸收起着重要作用。

蛋白酶在医药领域的应用最初就是在消化药上，用于治疗相互不良和食欲不振，其中胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶是消化食物的重要酶类，使用时往往与淀粉酶、脂肪酶等制成复合剂以增加疗效【9】。

胃蛋白酶，纤维素酶等也同样具有治疗消化不良，食欲不振等的作用，目前具有十分大的生产和消费量。

2.4 血管活化扩张酶
现在产量较大应用较为广泛的心脑血管活化酶主要有激肽释放酶、弹性蛋白酶和链激酶等。

激肽释放酶自哺乳动物胰脏、颌下腺及尿提取精制而得。

它能使无活性的激肽原释放出有活性的激肽，后者具有显著的血管扩张作用，可用于因血管收缩所引起的各种循环障碍【10】。

弹性蛋白酶可使结缔组织蛋白质中的弹性蛋白消化分解，根据来源可分为胰源性弹
性酶和菌源性弹性酶两大类。

前者由动物的胰脏用水提取而得，后者为细菌的培养液在低温下用水提取而得。

弹性蛋白酶现在广泛应用于高脂血症、动脉粥样硬化的治疗。

2.5 促凝和抗凝血药用酶
蛇毒抗凝酶自巴西产美洲矛头蝮(Bothropetarardca)蛇毒中分离精制而得。

具有凝血酶和凝血致活酶样作用，能缩短出血和凝血时间，减少血液损失【11】。

促凝血酶原激酶分子由蛋白质和磷脂两部分组成，可由多种组织提取而得，在脑、肺、胎盘组织中含量最丰富。

它能促使凝血酶原转化为凝血酶，进而加速血液凝固。

东菱克栓酶是一种广泛使用的抗凝血药，适用于急性缺血性脑血管病、突发性耳聋、伴有缺血性症状的慢性动脉闭塞症（闭塞性血栓性脉管炎、闭塞性动脉硬化症）、末梢循环障碍等。

陈莹，雷惠新等（2004）还发现其具有治疗急性脑梗死的作用【12】。

2.6 抗肿瘤的药用酶
L-天冬氨酸酶是第一种用于治疗白血病的酶，因为癌细胞内缺乏天冬酰胺合成酶，自身不能产生生长时需要的天冬酰胺，而L-天冬氨酸酶可以切断外来天冬酰胺的供给，因此对于癌症，尤其是白血病治疗有显著疗效【13】。

2.7 抗病毒的药用酶
乙肝病毒（HBV）的复制过程类似于逆转录病毒，即首先将其DNA转录成前基因组RNA(PregenomicRNA，pgRNA)，然后DNA多聚酶与核心蛋白分子将其包裹形成核心颗粒，在核心颗粒内进行逆转录与DNA的正链合成，完成病毒基因组的复制。

HBvc基因表达的c 蛋白(HBsAg，HBcAg)参与病毒核衣壳的装配，是免疫攻击的靶抗原，因此剪切c区基因既可抑制HBv的复制，又可阻断HBcAg的表达。

针对乙肝病毒的复制特点，孟忠吉、张全荣等（2002）的研究表明核酶对细胞内HBsAg和HBcAg表达的抑制率分别达55%、28%。

同时，冯英、孔玉英等（2002）的研究也表明锤头状核酶RzC在HepG 2.2.15细胞内显示出抗HBV病毒感染的能力，有可能作为HBV基因治疗的一种手段。

利用核酶治疗病毒性疾病具有广阔的前景【14】。

3酶与体外循环治疗装置
以人工肾脏为代表的体外循环装置近几十年来因为医疗酶学的发展而发展迅速。

人工肾脏是利用体外循环将患者的血液通过透析器去除代谢废物后重新返回体内的一种装置，但曾经需要体积庞大的透析液，既不经济又不方便。

1968年，T.M.S.Chang对人工肾脏加以改进，用一端装有脲酶微囊，一端装有活性炭或离子交换剂的玻璃柱解决了这个问题。

后来，复合酶除氨系统的改进又使人工肾脏的除尿素功能得到进一步提高【15】。

应用类似的原理，含有尿酸酶微囊、苯丙氨酸氨基裂解酶微囊和固定化天冬酰胺酶的体外循环装置均已投入临床使用，分别应用于降低血液尿酸含量，治疗苯丙酮尿症和治疗白血病。

4结论与展望
近年来基因工程酶，化学修饰酶和蛋白质工程的研究发展迅速，有望可以加强传统药物酶的稳定性，延长药用酶的寿命，降低外源酶的抗原性。

酶控药物和靶酶治疗等新型的酶疗设想和方法也将得到进一步的探究以加强药物治疗的特异性，减小药物治疗的副作用。

酶在医疗诊断与药物治疗方面的作用将会更加突出，其产业化也将更加壮大。

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