菠萝蛋白酶在创面修复中的作用*

张朝晖，徐 强，马 静，刘现周，朱朝军，卢旭亚，孙玉芝，李品川，彭 娟，殷 玥，田 影，孙俊超

（天津中医药大学第二附属医院，天津 300150）

菠萝蛋白酶在创面修复中的作用*

张朝晖，徐 强，马 静，刘现周，朱朝军，卢旭亚，孙玉芝，李品川，彭 娟，殷 玥，田 影，孙俊超

（天津中医药大学第二附属医院，天津 300150）

菠萝蛋白酶；酶清创；创面修复

对于创面处理的过程需要很多方法的协作，包括清创、控制感染、足够的血管形成、减轻负担、适量营养摄入、血糖控制等[1]。但是，对于急性创面和慢性创面的愈合，其变迁过程是不同的。急性创面的愈合表现为一系列有序的、可以预测的事件的串联过程，都是时限性的，预后较好；慢性创面往往不能表现出有序的变迁过程，通常是由于全身或局部愈合缺陷引起的，多导致延迟愈合[1]。而盲目的机械性清创在某些严重的感染坏死期创面，正常与坏死组织无明显分界线时，清创很难彻底，同时清创造成局部屏障的破坏，反而使感染因而扩散；因炎症的存在，会继续刺激组织出现炎性反应。此外，局部缺损的存在，形成了炎性空洞引起蓄脓作用，并且软组织因炎症的刺激和手术的影响，形成了瘢痕组织过多，血运更差，抗感染能力下降。如不慎破坏了局部血运，加重了组织缺血，从而加重坏死组织的进程。

酶类清创（enzymatic debridement）是指采用某些具有蛋白水解作用的外源性酶类，将坏死或失活的组织分解清除，同时又不损害临近正常组织，从而达到清创目的的一种方法[2]。胡维等[3]对酶清创的研究进展进行了分析，报道了十余种能够清创的酶类，如枯草菌酶、胶原酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、磷虾酶、弧菌溶血素、纤维蛋白溶酶、脱氧核糖核酸酶、胰蛋白酶、双链酶等，并指出其共同作用为水解蛋白和胶原。笔者仅就菠萝蛋白酶在外科创面修复中所起的作用做一概述。

菠萝为凤梨科植物菠萝Anans comosus（L.）Merr.的果实，原产于美洲，16世纪传入中国，为岭南特色药用水果，最早见于《食物本草》。菠萝性平，味甘，具有健脾解渴、消肿、祛湿的作用，可治疗食积不化、腹胀、腹泻、中暑等疾病[4]。菠萝蛋白酶是其植株中所特有的一系列巯基蛋白水解酶的总称，由几个不同的半胱酸水解片段组成[5]。早在1891年，Marcan就提出菠萝汁中含有蛋白酶。1957年，Heineche等从菠萝茎中提取得到纯化的蛋白水解酶，从而使菠萝蛋白酶实现商品化生产。研究发现菠萝蛋白酶在医学领域尤其是促进外科创面愈合方面具有独特作用，包括抗炎、消肿、溶痂、抗菌及抑制毒素分泌等作用[6]，现对此进行详细介绍。

1 抗炎

研究证实，菠萝蛋白酶具有一定的抗炎作用，联合抗生素治疗蜂窝组织炎、肾盂肾炎、血栓静脉炎、肛门直肠脓肿以及尿路感染能较单纯采用抗生素更加有效[7-8]。Braun等[9]报道了菠萝蛋白酶对急性鼻窦炎亦有有效治疗作用。菠萝蛋白酶在各种组织中能有效地治疗炎症和水肿（包括血栓静脉炎、骨骼肌损伤、血肿、口腔炎、糖尿病溃疡及运动损伤），能在体外激活鼠巨噬细胞和自然杀伤（NK）细胞[10]。因此，对于免疫缺失的个体，菠萝蛋白酶具有激活炎症反应的潜力。Huang等[11]对菠萝蛋白酶的抗炎机制进行了深入分析，研究了菠萝蛋白酶对于脂多糖（LPS）刺激人外周血单核细胞（PBMC）和单核细胞白血病（THP-1）细胞因子产生的作用，结果显示50～100μg/L的菠萝蛋白酶能够显著降低脂多糖诱导的外周血单核细胞和THP-1细胞中的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-6（IL-6）。这种效果与降低脂多糖诱导的TNF-αmRNA表达和核转录因子-κB（NF-κB）在THP-1细胞中的活性正相关。此外，菠萝蛋白酶剂量依赖性也抑制脂多糖诱导的前列腺素E2（PGE2）、血栓素B2和环氧合酶-2（COX-2）mRNA 而非环氧合酶-1（COX-1）mRNA。结果表明菠萝蛋白水解酶活性的信号通路抑制可能有助于菠萝蛋白酶的抗炎机制。Fitzhugh等[12]对菠萝蛋白酶的抗炎活性的潜在机制进行了实验研究，实验结果证明菠萝蛋白酶能够有效降低白介素-8（IL-8）诱导的中性粒细胞在体内外的迁移，推测其可能与菠萝蛋白酶能够抑制中性粒细胞向IL-8迁移，使得CD128趋化因子受体蛋白水解，从而减少急性炎症刺激反应。而Gaspani等[13]研究了菠萝蛋白酶对大鼠皮下注射角叉菜胶诱导炎症的影响，通过口服及外用菠萝蛋白酶观察其分泌物中PGE2和P物质的变化，结果显示菠萝蛋白酶与通过受到炎性刺激的分泌物所含的前列腺素和P物质无相关关系。

2 溶痂

菠萝蛋白酶的溶痂作用主要体现为对于烧伤创面形成的痂皮进行软化清除。美国烧伤协会指出，深度烧伤后的表皮再植需要自发或主动去除坏死焦痂或清创[14]。因此溶痂对于烧伤创面的修复有很重要作用。1985年，Klein报道了将菠萝蛋白酶用于酶清创的研究结果，与其他酶类相比，在体外湿度100%、温度37℃、无氧条件下，菠萝蛋白酶能更快地分解烧伤形成的焦痂[3]。苏淮等[15]观察菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度实验性烧伤的酶溶痂作用，用豚鼠造成Ⅲ度烧伤模型，以湿润烧伤膏为阳性对照，菠萝蛋白酶软膏基质为阴性对照，观察菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤的平均脱痂时间，并对脱痂组织进行病理学检查，结果显示菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤的平均脱痂时间同阳性对照组相比，明显少于阴性对照组（P＜0.01）。光镜下显示菠萝蛋白酶软膏组的病理结果与阳性对照组相同，证明菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤有良好的酶溶痂作用。Krieger等[16]对菠萝蛋白酶制剂在清除焦痂对烧伤引起的并发症的作用进行了动物实验研究，在5只猪共20条肢体共制作了20个环形烧伤创面，10个烧伤创面使用菠萝蛋白酶，10个烧伤创面采用标准焦痂清除术，30min后评估发现两者无明显差异，证实了菠萝蛋白酶能够起到清除焦痂的作用，从而避免烧伤引起的并发症，较手术疗法更加简单、快速、有效。Singer等[17]采用菠萝蛋白酶制剂Debrase进行烧烫伤痂皮的清创，采用猪制作烫伤模型，使用家猪5只，在其背部用铜梳沸水中预热30秒后烫出16个长方形伤口，清除水疱后分为Debrase组及对照组分别换药，4 h后行活检提示采用Deberse伤口烫伤的角质层中的焦痂迅速溶解，而正常组织无损伤，对照组则全层皮肤出现坏死，48 h后，采用Debrase治疗的伤口之间正常组织1/3出现全层坏死，而对照组则全部坏死，进一步证实了菠萝蛋白酶制剂能够迅速清除烧烫伤焦痂并对周围未损害的皮肤有一定的保护作用。

3 消肿止痛，促进细胞增生

菠萝蛋白酶已被证实具有消肿止痛作用，具有强大的类胡萝卜素和多酚类的氧化物质，能够减轻急性肌肉损伤造成的肿胀和疼痛[18]。临床报道菠萝蛋白酶在牙科术后消肿中有广泛的应用[19]。菠萝蛋白酶亦有促进细胞增生作用，Aiyegbusi等[20]通过菠萝蛋白酶和新鲜菠萝汁对早期跟腱急性损伤大鼠实验进行研究，将24只雄性大鼠随机分为3组，所有大鼠造成急性跟腱损伤，分别予以菠萝蛋白酶口服（7mg/kg）、新鲜菠萝汁（30mg/kg）及空白对照，14 d后处死动物，切除肌腱，予组织学分析及丙二醛测定，结果显示服用菠萝蛋白酶大鼠肌腱增生显著，较对照组有显著差异（P＜0.05），口服菠萝汁组肌腱细胞亦有增生，但与菠萝蛋白酶组、对照组无明显差异，说明菠萝蛋白酶能够较好促进细胞增殖，从而促进伤口愈合。

4 抗菌及抑制毒素分泌

Russell等[21]报道了细胞与菠萝蛋白酶结合可造成在与细胞结合的空肠弯曲菌的数量减少。Mynott等[22]研究证实，菠萝蛋白酶通过细胞外的丝裂原活化蛋白激酶调节细胞外调节蛋白激酶-1（ERK-1）、细胞外调节蛋白激酶-2（ERK-2）抑制信号传导，从而保护机体免受大肠杆菌所释放肠毒素的损害。Hu等[23]研究了菠萝蛋白酶对火器伤猪模型清创的影响，将15只猪造成后腿火器抛射伤口模型，分为完全清创组、伤口切开组、单纯菠萝蛋白酶组、伤口切开+菠萝蛋白酶组以及对照组5组，按照不同方法治疗，通过测算细菌含量及创面愈合时间等评估清创成效，结果发现跟踪伤口细菌含量提示采用伤口切开+菠萝蛋白酶组与清创组较其他3组明显减少，伤口愈合时间亦有缩短。

综上所述，菠萝蛋白酶通过多渠道、多靶点综合作用为创面修复提供了必要的环境，从而加速了创面愈合的时间，其对于外科伤口的疗效是确切的。但是对于慢性不愈伤口的外用及机制仍然缺乏系统的研究，因此需要进行进一步的探索和实践。

[1]卡 姆.美国负压创面治疗技术[M].周常青，译.北京：科学技术文献出版社，2005：139-200.

[2]Ramundo J，Gray M.Enzymatic wound debridement[J].JWound Ostomy ContinenceNurs， 2008，35(3)：273-280.

[3]胡 维，王爱民，王建民.酶清创的研究进展[J].创伤外科杂志，2010，12（1）：87-90.

[4]苗明三.食疗中药药物学[M].北京：科学出版社，2001：507.

[5]Maurer HR.Bromelain：biochemistry，pharmacology and medical use[J].CellMol Life Sci，2001，58(9)：1234-1245.

[6]李淑喜，黎新明.菠萝蛋白酶的提取及其在医药中的应用[J].广州化工，2009，37（2）：52-53.

[7]Neubauer RA.A plant protease for potentiation of and possible replacementofantibiotics[J].Exp Med Sug，1961,19(1):143-150.

[8]M0ris，Ojima Y，Hirose T，et al.The clinical effect of proteolytic enzyme containing bromelain and trypsin on urinary tract infection evaluated by double blind method[J].Acta Obstet Gynaecol Jpn，1972,15(19)：147-153.

[9]Braun JM， Schneider B，Beuth HJ.Therapeutic use，efficiency and safety of the proteolytic pineapple enzyme Bromelain-POS in children with acute sinusitis in Germany[J].In Vivo，2005，19（2）：417-421.

[10]EngwerdaCR，AndrewD，MurphyM，etal.Bromelain activatesmurine macrophages and natural killer cellsin vitro[J].Cell Immunol，2001,210(1)：5.

[11]Huang JR，Wu CC，Hou RC，et al.Bromelain inhibits lipopolysaccharide-induced cytokine production in human THP-1 monocytes via the removalofCD14[J].Immunol Invest，2008，37(4)：263-277.

[12]Fitzhugh DJ，Shan S，Dewhirst MW， et al.Bromelain treatment decreasesneutrophil[J].Clin Immunol，2008，128(1)：66-74.

[13]GaspaniL，LimiroliE，Ferrario P，etal.In vivoand in vitroeffectsof bromelain on PGE2 and SP concentrations in the inflammatory exudate in rats[J].Pharmacology,2002，65(2)：83-86.

[14]Singer AJ，Taira BR，Anderson R，et al.The effects of rapid enzymatic debridementofdeep partial-thicknessburnswith Debrase onwound reepithelialization in swine[J].JBurn Care Res，2010，31(5)：795-802.

[15]苏 淮，李乃成，贺艳丽，等.菠萝蛋白酶软膏对豚鼠三度烧伤酶溶痂作用的观察[J].食品与药品，2008，10（11）：27-29.

[16]Krieger Y，Rosenberg L，Lapid O，et al.Escharotomy using an enzymatic debridementagent for treatingexperimentalburn-induced compartmentsyndrome in an animalmodel[J].JTrauma，2005，58(6):1259-1264.

[17]Singer AJ， McClain SA，Taira BR，et al.Rapid and selective enzymatic debridement of porcine comb burns with bromelainderived Debrase：acute-phase preservation of noninjured tissue and zoneofstasis[J].JBurn Care Res，2010，31(2)：304-309.

[18]Aiyegbusi AI，Duru FI，Awelimobor D，et al.The role of aqueous extractof pineapple fruit partson the healing of acute crush tendon injury[J].NigQ JHosp Med，2010，20(4)：223-227.

[19]Inchingolo F，Tatullo M，Marrelli M，et al.Clinical trial with bromelain in thirdmolarexodontia[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci，2010,14(9)：771-774.

[20]Aiyegbusi AI，Ayoola I,Olabiyi，et al.A comparative study of the effectsof bromelain and fresh pineapple juice on the early phase of healing in acute crush achilles tendon injury[J].JournalofMedicinal Food，2011，14(4)：348-352.

[21]Russell RG，Blake DC Jr.Cell association and invasion of Caco-2 cellsby Campylobacter jejuni[J].Infect Immun，1994，62(9)：3773-3779.

[22]Mynott TL，Crossett B，Prathalingam SR.Proteolytic inhibition of Salmonella enterica serovar typhimurium-induced activation of the mitogen-activated protein kinases ERK and JNK in cultured human intestinal cells[J].Infect Immun，2002，70(1)：86-95.

[23]Hu W，Wang AM，Wu SY，et al.Debriding effect of bromelain on firearm wounds in pigs[J].JTrauma，2011，71(4)：966-972.

R641

A

1672-1519（2012）03-0302-03

国家自然科学基金资助项目（30873270）。

张朝晖（1964-），男，国家中医药管理局重点学科疮疡学科带头人，中医外科主任，教授，硕士生导师，主要从事糖尿病足及慢性难愈性溃疡研究。

2012-02-15）