酶在医学方面的应用

罗曦

摘 要：随着现代信息时代生物技术的发展、高新技术的研发，人类对酶的研究与开发利用越来越深入和透彻，相应地，酶在医学方面的应用也越来越广泛。通过对近年来酶在医学上应用的研究论文的综述，为进一步研究酶在人类以及动物医学临床中提供一定的技术指导和参考。本文通过对近期的研究论文的综合总结，从酶学诊断、药用酶等方面综述了关于一些酶在疾病诊断、治疗和预防方面的应用。证实了酶在我们生活中具有不可或缺的重要地位和意义。

关键词：酶学诊断;药用酶;特异性酶;酶法合成

1.酶在疾病诊断中的应用

酶学诊断是通过酶的催化作用来测定体内某些物质的含量及其变化，通过体内原有酶活力的变化情况进行疾病诊断的方法[1-2]。在病理情况下，细胞发生损伤时，细胞内的酶会释放到体液中，因此可以利用测量体液中酶的活性和含量来进行疾病诊断。且由于酶催化具有高效性和特异性，因此酶学诊断方法具有可靠、简便又快捷的特点，在临床诊断中已被广泛应用[3]。

酶的检测方法主要通过酶活性水平和酶活性比率来检测其活性。一般健康人的体液中某些酶的含量是相对恒定的，而在一些疾病发生时，体液中某些酶的活性水平会发生很大变化，因此可以通过测量体液中特定酶的活性水平来对疾病发生及其发生位置进行一个初步的判断。酶活性水平和酶活性时间曲线下面积与组织细胞损伤的范围或量相关。若酶活性增加的量很大时，表明组织大量损伤，如肝脏、骨骼肌。细胞损伤的严重性可以用线粒体与细胞质的酶活性比率表示。细胞轻度损伤时，为细胞质内酶释放，如丙氨酸转氨基酶（ALT）、细胞质中的血清天门冬氨酸转氨基酶（c-AST），细胞严重损伤或者坏死时就会导致线粒体内酶释放入血液，如线粒体中的m-AST、谷氨酸脱氢酶（GLDH）[3]。

血浆酶水平仅通过同一器官内某一特殊结构或组织获得，该器官所有细胞内产生的酶活性大致相同。例如，ALT、γ-谷氨酰转肽酶（GGT） 或GLDH的活性在肝脏疾病中与氨基转移酶有关，可运用这些酶的比率在急性肝脏病变中进行鉴别诊断。另外，在一定范围内，AST/ALT的比值大小还可以反映慢性肝炎疾病病情及程度的大小，但当肝脏损伤到一定程度后，酶学检测的灵敏度将受到影响[4]。

人体不同的组织或器官中存在着一些特异的酶类（这些酶主要在某一组织或器官中合成，而来源于其他组织很少），当某个疾病发生或者细胞组织受到损伤后，这些细胞遭到破坏，其中的特异性酶合成减少，活性降低。因此我们可以通过检测体液中所含某一器官或组织所对应的一些特异性酶类的活性来对疾病发生或细胞损伤部位进行判断。例如：血清胆碱酯酶（CHE）是由肝细胞合成后释放到血液中的一种非特异性酯酶，当肝细胞发生病变或肠-肝循环有障碍的时候，CHE合成减少，活性降低[5]。

2.酶在疾病治疗及预防中的应用

酶可以作为药物治疗多种疾病，作为药物用于疾病治疗和预防的酶称为药用酶。酶制剂作为分子水平的治疗药，具有专一性、效率高、毒副作用小的特点，在防治疾病和抗衰老中发挥着重要的作用。纤溶酶类药物是具有生物活性的蛋白质，能激活体内纤溶系统，促进纤维蛋白溶解，临床上广泛用于心肌梗塞和多种血栓性疾病的治疗。众多学者通过从微生物的代谢产物中分离出纤溶活性物质，溶血链球菌（Streptocolcus Hemolytius）户链激酶（Streptokinase，SK）、金黄色葡萄球菌 （Staphylococcus aureus）产葡激酶（Staphylokinase，SaK）和纳豆激酶（Nattokinase，NK）等。肝促凝血活酶试验（HPT）是一种操作简便的凝血试验，也是一种肝脏储备功能试验，它能反映肝细胞合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅹ，通过试验发现，肝损伤越严重，HPT含量越低，治疗修复后，HPT回升。可通过对HPT的检测对肝脏疾病进行一个诊判以便后期治疗或预防。降纤酶是蛇毒中的一种丝氨酸蛋白酶，又称为类凝血酶，能分解纤维蛋白原，能有效降低凝血因子活性 ，降低血液黏稠度，并起到抗血小板的生物学效应。在临床应用上，其对脑血栓、血栓性静脉炎、动脉硬化性闭塞症、肺栓塞、缺血性冠心病、急性脑梗死等的治疗均有显著疗效。

3.酶催化工艺用于制药

酶催化作为手性技术和绿色化学的一个重要组成部分，已经应用于制药行业一些化学药物的生产制造中。且酶催化工艺具有绿色、高效、作用条件温和、可以在水相中进行等特点，具有很高的区域选择性和立体选择性。药物的生产和人类的生存和发展密切相关，而工业上大多采用半化学合成法生产氨苄西林，阿莫西林，头孢克洛，头孢立新等常用抗生素类药物，但是这种方法生产不仅反应条件难以达到，而且会产生大量的工业废料，造成环境污染。而利用青霉素酰化酶法工艺生产抗生素，即可在较温和条件下生产并且获得更高收率，但是其生产过程仍需进一步优化。阿糖腺苷是一种广谱的DNA病毒抑制剂，可治疗多种病毒性疾病，最初由化学合成法合成，但是这种方法产率低、耗时费力，后来人们开始研究用核苷酸磷化酶催化合成阿糖腺苷。在郭勇莉等人的研究中，试验以气场杆菌完整细胞为催化剂，酶法合成阿糖腺苷的方法在适宜条件下转化率可高达70%～90%。

4.展望

传统的化学工艺制药有着耗材、耗时费力、产生废物多等缺陷，逐渐人们开始研究生物工艺制药，而利用生物工艺制药的主要研究对象便是酶。酶反应有着特异性、高效性等特点，可以靶向诊断、治疗疾病，利用酶催化专一、高效、作用条件温和的特点生产药物，还有副作用小的优点。由此可见酶在于我们生活中，有着极其重要的意义和地位。但是在利用酶催化工藝制造药物的时候，需要知道不同的酶所需的反应条件不同，因此设置更合理、操作简便的酶反应器应用于工业生产药物方面有待于继续深入开发研究。

参考文献：

[1] Zhao Y， Liu H， Jiang Y，et al. Detection of Various Biomarkers and Enzymes via Nanocluster-Based Fluorescence Turn-On Sensing Platform[J]. Analytical Chemistry，2018

[2] Mundel P ， Reiser J . Proteinuria： an enzymatic disease of the podocyte？[J]. Kidney International， 2010， 77（7）：571-580.

[3] 郑金波. 酶学检测在临床上的应用研究分析[J]. 中国卫生产业， 2013（8）：172-173.

[4]易敏， 付元元. 血清TBA、AST/ALT比值的测定在肝病诊断中的临床意义[J]. 实用预防医学， 2011， 18（7）：1337-1338.

[5]马晓莉， 胡建国. 血清胆碱酯酶AST/ALT测定在肝病患者中的临床诊断价值[J]. 宁夏医学杂志， 2010， 32（3）：231-233.

[6]郭静， 张双双， 牛国平. 以3倍正常上限值为cut off值评价血清脂肪酶和淀粉酶对急性胰腺炎的诊断价值[J]. 检验医学与临床， 2016（3）：336-337.

[7]陈思珊. 血清总胆汁酸检测在肝病诊断中的应用[J]. 中国医药指南， 2012（28）：174-175.