燕窝中的核心蛋白之酸性哺乳动物几丁质酶

袁满 林小仙 王东亮

燕窝是由金丝燕在繁殖季节用唾液混合羽绒等物质筑成的巢穴，经过加工后成为一种天然滋补食品，具有提升免疫力、美容养颜、孕期滋补等多种功效。蛋白质是燕窝中最重要的营养物质之一，含量高达50%以上，酸性哺乳动物几丁质酶（AMCase）则是燕窝中常见且含量丰富的一种活性蛋白质。

几丁质又称甲壳素，是细菌、真菌细胞壁、线虫、甲壳类动物、昆虫等其他物种外骨骼结构的重要组成部分。几丁质酶能够降解几丁质，在各种生物体中都发挥着重要作用，保持几丁质和几丁质酶之间的平衡对于维持人体健康尤为重要。作为几丁质酶家族的一员，AMCase能够在酸性环境下保持活性并分解几丁质，其在金丝燕的唾液腺中含量丰富，用于分泌到唾液中消化昆虫等食物。

研究发现，人体内也存在AMCase，在消化系统、呼吸系统、神经系统、泌尿系统、内分泌系统及一些免疫细胞中均有分布。近年来，越来越多的研究证实，AMCase在人体中除了分解几丁质外还具有多种功能，尤其是在多种免疫反应中发挥着重要作用。这与燕窝的免疫调节功效相匹配，因此AMCase很可能是燕窝中发挥功效的核心蛋白质之一。本文在现有研究的基础上，总结了AMCase在人体各系统中的功能及其在某些疾病中发挥的作用，旨在探究AMCase生物活性与燕窝功效之间的关联。

一、呼吸系统

1.鼻腔。鼻腔中的AMCase主要在炎症细胞、黏膜上皮细胞和黏膜下腺中表达。研究发现，AMCase可以通过先天免疫途径，参与对鼻子和鼻窦中含有几丁质的病原体的局部防御。AMCase在过敏性鼻黏膜和过敏性鼻甲黏膜中的表达水平升高，表明AMCase可能在过敏性鼻炎中发挥免疫作用，但其具体作用机制仍有待进一步研究。

2.气道。气道中的AMCase主要由巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和上皮细胞产生，并通过气道黏膜屏障组织参与各种免疫反应。研究表明，在吸入含有几丁质的空气过敏原后，AMCase可以作为2型免疫反应的关键调节因子，改善Th2细胞介导的炎症。值得注意的是，在由无几丁质空气过敏原诱导的适应性Th2反应中，气道上皮细胞和巨噬细胞中的AMCase也显著增加，这说明AMCase对气道Th2免疫炎症的调节作用并不完全归因于其几丁质降解活性。

AMCase最初被认为介导反应性气道疾病，但研究表明，单独产生AMCase的小鼠并没有发展出气道疾病，反而对吸入几丁质引起的炎症损伤表现出抵抗作用。相反，AMCase活性的降低减慢了几丁质的分解，并增加了炎症细胞的聚集。这与AMCase对几丁质的分解作用一致，表明AMCase活性的增加可以抑制由几丁质引起的炎症反应。

3.肺。肺纤维化是一种与衰老相关的纤维化间质性肺病，会阻碍肺的吸氧能力，而几丁质能促进肺纤维化等肺部疾病的发展。研究发现，AMCase缺陷小鼠的呼吸道中，几丁质聚合物和促纤维化细胞因子的表达持续增加，且肺部氧吸收量显著低于正常小鼠，并伴有炎症、纤维化、瘢痕组织聚集等症状。一些老年小鼠还出现了驼背、呼吸困难、脱发、皮肤损伤，甚至死亡。更重要的是，当恢复这些小鼠的AMCase活性时，它们的肺纤维化和炎症水平都有所下降。更有研究表明，人类肺纤维化患者的气道中存在几丁质颗粒的异常积聚，且外源性几丁质酶治疗在临床实践中可以缓解肺纤维化的发展。由此可见，AMCase可以通过分解几丁质来预防和缓解与几丁质异常积累有关的肺部疾病。此外，AMCase还可以保护气道和肺上皮细胞免于凋亡，有利于肺泡上皮细胞的再生和组织的完整性。

二、消化系统

AMCase在哺乳动物的消化系统尤其是胃中表达丰富，在消化含几丁质的食物和防御几丁质包被的微生物和寄生虫方面发挥着重要作用。

1.口腔。牙周炎是一种以牙龈感染、牙周袋形成和牙槽骨丢失为特征的慢性炎症。研究表明，AMCase在重度牙周炎患者中的表达水平显著高于牙周健康人群。不同人体器官的AMCase的表达谱也表明，AMCase在口腔中具有高度组织特异性，可能参与口腔炎症（如牙周炎）的免疫反应。这表明AMCase可以作为筛查和诊断重度牙周炎的新型潜在生物标志物之一，为牙周病理的研究提供线索，但其具体作用机制尚需进一步研究。

2.胃肠道。胃主要分泌消化酶和胃酸来帮助食物消化，胃酸的分泌不仅能激活胃蛋白酶原，还为胃蛋白酶消化蛋白质提供了酸性条件。与其他蛋白质不同，AMCase不会被胃蛋白酶水解，能够在胃酸的环境下保持活性并降解几丁质，产生N-乙酰葡糖胺中的核心二糖片段，使其成为生物体的碳、氮和能量的良好来源。研究发现，25名受试者中有20名受试者的胃液中存在活性AMCase，饮食中缺乏几丁质可能会导致胃液中AMCase的活性降低，进一步证实了AMCase在胃中的几丁质消化作用。

除了消化几丁质外，AMCase在宿主对胃肠道寄生虫的保护性免疫反应中也起着重要作用。胃腸道寄生虫感染易导致较高的发病率和死亡率，在食虫率较高的热带人群中，较高的AMCase活性增强了他们对寄生虫感染的抵抗力。研究发现，线虫感染期间，AMCase有助于下游抗寄生虫效应分子的激活，并产生粘液以帮助肠道中寄生虫的排泄。此外，抵抗素样蛋白B基因编码的另一种媒介基因是寄生虫排出所必需的，而AMCase对于抵抗素样蛋白B基因的正常表达是不可或缺的。实验数据表明，正常小鼠在第10天几乎能够完全排出寄生虫，而AMCase缺陷的小鼠直到第14天也没有完全清除感染，且其粪便中寄生虫虫卵的数量显著增加。

此外，癌症基因组图谱（TCGA）数据库显示，与正常胃组织相比，胃腺癌中AMCase的表达显著下调。另有研究发现，胃肠动力障碍和慢性萎缩性胃炎患者的AMCase与正常胃组织相比表达显著降低。因此，AMCase可能是胃癌中的抑癌基因，且对胃肠道具有保护作用，但具体机制尚需进一步研究。

三、神经系统

1.眼。烟曲霉感染是免疫功能低下患者角膜溃疡和失明的重要原因，AMCase能够抑制菌丝生长，在预防烟曲霉感染方面发挥重要作用。中性粒细胞是烟曲霉角膜感染患者眼部AMCase的主要来源，研究表明，当添加AMCase抑制剂或从AMCase缺陷小鼠转移中性粒细胞，导致中性粒细胞受损时，菌丝体无法被杀死，这进一步证实了AMCase是烟曲霉感染中宿主防御的重要介质。此外，过敏性结膜炎和干眼症患者的AMCase表达显著高于正常人，表明AMCase可以作为这两种症状的生物标志物。

2.脑。AMCase是艾滋病毒（HIV）相关性痴呆患者额叶皮质中表达唯一显著上调的几丁质酶。HIV感染可诱发神经认知并发症，其最严重的形式就是HIV相关性痴呆。HIV相关性痴呆与巨噬细胞和小胶质细胞的激活有关，这些被激活的细胞可能在长时间内释放脑神经毒物质，导致神经元和突触损伤。研究表明，AMCase水平与脑病毒载量呈负相关，这一结果可以用巨噬细胞的极化来解释。

研究还发现，与健康受试者相比，晚发性阿尔茨海默症患者视觉皮层中的AMCase表达水平显著高于小脑和背外侧前额叶皮层。阿尔茨海默症是一种神经退行性疾病，也是导致痴呆的主要原因。β-淀粉样蛋白可以募集小胶质细胞以触发炎症反应，从而导致神经元的凋亡，在阿尔茨海默病的进展中起着至关重要的作用。AMCase可以通过类几丁质多糖与β-淀粉样蛋白相互作用，但其具体机制有待进一步研究。

四、泌尿系统

AMCase是脓毒症引起的急性肾损伤的候选生物标志物。研究发现，AMCase存在于患有急性肾损伤的脓毒症小鼠的尿液中，而不存在于正常小鼠的尿液中，表明AMCase可能参与急性肾损伤的调节。此外，TCGA数据库显示，肾透明细胞癌中AMCase的表达相对于正常肾组织显著降低，表明其可能是肾透明细胞癌中的抑癌基因，但其作用的详细机制尚不清楚，还需要进一步研究。

五、内分泌系统

2型糖尿病是由胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能障碍引起的内分泌系统疾病，其特征是存在慢性高血糖，并干扰碳水化合物、蛋白质和脂肪代谢。与健康的人相比，2型糖尿病患者中性粒细胞产生的AMCase显著增加。中性粒细胞通过白细胞弹性蛋白酶的蛋白水解参与胰岛素抵抗的发病机制，AMCase和白细胞弹性蛋白酶呈正相關，并随着白细胞弹性蛋白酶活性的增加而逐渐增加。另有研究表明，白细胞弹性蛋白酶可以降解细胞外基质的大多数成分，导致血管破坏。因此，AMCase可能参与调节2型糖尿病的代谢紊乱、炎症通路和糖尿病血管并发症，但其详细作用机制仍有待进一步研究。

六、总结与展望

作为哺乳动物中常见的活性几丁质酶之一，AMCase在人体中的活性可由外源性几丁质和pH等因素调节。AMCase能在人体胃肠道的酸性环境下保持活性，作为消化酶发挥作用，并能清除含几丁质的病原体。此外，AMCase广泛参与人体内的各种免疫反应，能够增强对病原体入侵的先天性和适应性免疫，改善Th2细胞介导的炎症反应，并有效预防烟曲霉角膜感染、胃肠道寄生虫感染、肺纤维化等疾病。

AMCase还参与人类的多种生理活动，而这些作用可能与AMCase的几丁质降解活性无关。AMCase具有抗凋亡作用，能够保护和促进上皮细胞（如肺泡上皮细胞）增殖。AMCase在肠胃动力障碍、慢性萎缩性胃炎、HIV相关性痴呆以及胃癌、肝癌、肾透明细胞癌等病理条件下的表达明显降低，提示了其潜在的保护作用。而在阿尔兹海默症、干眼症、过敏性结膜炎、牙周炎、过敏性鼻炎、急性肾损伤、2型糖尿病等多种病理条件下，AMCase的表达显著升高，提示了其可能参与这些病理的调节，并可作为这些病理的生物分子标志物。但AMCase在这些病理机制中发挥的具体作用和机制尚不明确，仍有待进一步研究。

蛋白质是燕窝等动物源的滋补食品中最重要的营养物质之一，研究其活性和功能对于探索这些食品的营养价值具有重要意义。AMCase已被证明是燕窝和人体中存在的重要活性蛋白之一，其在人体中的各种功能受到了研究人员的广泛关注。本文在现有研究的基础上，总结了AMCase在人体各系统和器官中的生理病理功能，这些功能与燕窝的部分功效相匹配，证明AMCase可能是燕窝中发挥功效的核心蛋白之一。