文档介绍：第十一章酶在医学方面的应用
酶工程在医学方面的应用是研究和解决酶在医学上应用时的各种技术问题。现代分子生物学认为生物活动的正常进行都依赖于机体内部生化反应的平衡和稳定,这种复杂而有序的生化反应需要酶来催化调节,以控制体内代谢的正常进行。因此,一旦疾病发生,究其根本原因都与酶有直接或间接的关系。机体内部发生的疾病,往往由于酶的功能失调,把酶作为药物,补充酶的不足,或调整酶的作用,可以达到治疗的目的。例如体内某一器官失调,使酶的分泌不足,或因基因突变使酶分子结构改变,使酶丧失原有功能,都可以用酶来作补充治疗。体内许多有害物质的积累,可用酶来清除。癌细胞的异常生化环境,可用酶来破坏。早期酶在医疗上的应用限于帮助食物消化,问题较少;但进一步使用酶就遇到了不少问题。外来酶作为异源大分子物质,容易引起过敏反应;酶在体内半衰期很短,一般只有几分钟,不能达到治疗目的;酶进入体内后必须使之集中到治疗部位,以达到最高疗效。
酶除了用作治疗外,还可用于医学工程的某些组成部分,使之发挥医疗作用。如利用体外循环装置清除血液中的某些废物时,酶就能发挥重要作用。将酶用作临床体外检测的试剂也是近年来在医疗方面的一个重要贡献。
由此可见酶在医学方面的应用有着广阔的前景。
药用酶
用酶来治疗疾病最早是以淀粉酶为代表的各类口服消化用酶。1952年,Innerfield将结晶胰蛋白酶静脉注射治疗脉管炎获得成功。现在已经知道有药用价值的酶有近百种,但其中临床疗效肯定,使用安全的品种不过30余种,随着酶的稳定性、副作用、给药方式及剂型的逐步改进,酶用于医疗的情况会越来越多。
药用酶的分类
a. 消化酶类:胃蛋白酶、胰酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶、凝乳酶、乳糖酶
b. 抗炎及清疮用酶:溶菌酶、超氧化物歧化酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、链激酶、胶原酶、胰蛋白酶、尿酸酶、尿素酶、α-糜蛋白酶
c. 溶纤酶类:溶栓酶、尿激酶、链激酶、蚯蚓溶纤酶
d. 心血管疾病用酶:激肽释放酶、弹性酶、促凝血酶原激酶、细胞色素C、辅酶Q10、辅酶A
e. 遗传性缺酶症治疗用酶:氨基己糖酶A、α-半乳糖苷酶、β-葡萄糖脑苷酯酶、酸性麦芽糖酶、苯丙氨酸氨基裂解酶
f. 肿瘤治疗用酶:L-天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、羧基肽酶、L-亮氨酸脱水酶、 L-精氨酸酶
药用酶的固定化和给药方法
长期以来药用酶的剂型是将纯化的天然酶制成口服、注射、或外用等制剂为主要给药方式。但对于稳定性较差,在体半衰期很短的酶则治疗效果很差。特别是近年来发展的治疗遗传性缺酶症、代谢紊乱症、肿瘤以及心血管病等的酶如能利用酶的固定化技术和新的给药方式,可使酶发挥较大的作用。
(1) 将酶以微囊、红细胞载体、人白蛋白载体等形式,通过静脉注射、肌肉注射、腹腔注射等方法引入体内,可以延长酶的半衰期,且使酶缓慢释放,提高酶的功效。红细胞膜上有许多小孔,在溶血过程中小孔可以开放,使血红蛋白逸出,同时也能使其它蛋白进入胞内。如果用人工方法使红细胞膨胀,可使酶进入红细胞内。制备方法如下:
用酶液稀释经过清洗的红细胞,加入低渗盐水,使通过暂时胀大的细胞膜孔,进入细胞。然后用高渗盐水恢复其等渗状态。再经多次离心洗涤除去剩余酶液。这种红细胞载体可以注入人体,能将酶活力集中与肝脏(约70%),比较安全可靠。
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