摘要:本文简要介绍了溶菌酶的抗病毒作用机制、抗艾滋病病毒应用和对病毒性感染疾病的治疗作用,并对其应用前景进行了阐述。
由于溶菌酶是碱性蛋白质,可以和RNA形成复盐,从理论上说应该对冠状病毒有作用,所以溶菌酶可能对SARS病毒有效。
作者:卢冬梅王霆(中南大学药学院威尔曼实验室)
溶菌酶(Lysozyme,E3.2.1.17),正式定名为N-乙酰已糖胺酶(N-lhexosaminodase),属胞壁质酶(muramidase),又称N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramiclycanchydrolase)。人们对溶菌酶的研究始于本世纪初,英国细胞学家弗莱明(Alexan-derFleming)在发现青霉素的前6年(年)在鼻黏液中首次发现,他发现其具有溶菌作用,故命名为溶菌酶。年Abraham从卵清中分离、制出晶体。此后人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了溶菌酶的存在。溶菌酶具有生物相容性好、对组织无刺激、无毒性等优点。从生物学特性来看,溶菌酶在医疗临床上还具有很高的实用价值。
其抗病毒机制为:溶菌酶是一种碱性蛋白质,在体内近于中性的pH环境下带有大量正电荷,可与带负电荷的病毒蛋白直接作用,和DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使侵入体内的病毒失活。在被疱疹病毒感染的Hela细胞培养液中,加溶菌酶后有抑制细胞变性作用。溶菌酶也可抑制腺病毒生长。可用于带状疮疹、腮腺炎、鸡水痘、肝炎及流感等病毒性疾患的治疗。
1
溶菌酶的抗HIV感染作用
艾滋病(AIDS,acquiredimmunodeficiencysyndrome)是由人类免疫缺陷病毒(HIV,humanimmunodeficiencyvirus)也就是艾滋病病毒所引起的传染病。
HIV于年首次确定,属于反转录病毒,有3个开放读码框(gag、pol和env),并含有至少6个较小的基因,这些基因编码多种蛋白,以调节转录、胞内运输和病毒RNA的翻译;还编码影响宿主细胞的其它蛋白,在病毒的传播和感染性方面具有重要功能。病毒通过gpl20包膜蛋白和保守的CD4结合位点直接作用感染细胞。病毒一旦被整合,就被视为细胞的正常基因,转录细胞基因的聚合酶生成病毒mRNA转录产物;病毒也可不被转录,进入潜伏状态,在以后的某个时间再次被激活。转录开始后,生成全长RNA,在胞质中经过翻译产生组装病毒颗粒所需的结构蛋白和酶蛋白,包膜糖蛋白在粗面内质网上翻译并被高尔基器加工,随后被运输到细胞表面。复制的病毒以出芽方式从细胞中长出。
许多研究资料表明溶菌酶可能具有抗HIV感染的作用。年,Prakash等报道在包皮下湿处发现含有溶菌酶;Laumann等对美国77例包皮环切术的成年男子进行研究,结果表明:这些包皮环切术的男子没有包皮下湿处,也没有溶菌酶保护,所以很容易被细菌和病毒感染。世界卫生组织资料也表明:和美国相比,其它发达国家做包皮环切术的人少,所以美国受到HIV感染的机会就比其它国家多出4倍,甚至更多。Chao报道做过包皮环切术的丈夫对于怀孕妇女来说,是HIV感染的危险因素。Grosskurth等发现在坦桑尼亚包皮环切术男子更容易感染HIV。日本东北大学的清水文雄教授采集了2至40岁的22名健康人唾液样品,各与0.5毫升含艾滋病病毒的唾液混合,在37℃保温1h,结果发现其中17件样品有99%的艾滋病病毒已被破坏,进一步研究发现这是唾液溶菌酶起的作用。研究结果表明溶菌酶具有有效的抗HIV感染的效果。
为了揭示人绒毛膜促性腺激素(hCG)抗HIV-1的活性机制,Lee-Huang博土(纽约大学生化教授)等人对hCG的β亚基进行了研究。通过提取具有抗HIV-1的3个活性成分并对其进行性质研究发现,N端氨基酸序列(AVL)具有人尿溶菌酶C活性,其它两个分别具有人RnaseA和尿RnaseU活性。进一步研究表明,这种大量存在于眼泪和尿液中的溶菌酶是一种有效的抗HIV物质。这一发现揭示了溶菌酶的新功能,为艾湴病和其它病毒感染提供了新的治疗方案和途径。随后的研究表明,溶菌酶可以和体内的DNA和RNA结合,证实了溶菌酶可以作为抗艾滋病的“杀手蛋白”。目前尚不清楚溶菌酶如何抑制HIV,Lee-Huang博士猜测溶菌酶可能会攻破病毒的外膜,降低其袭击免疫细胞的能力。
根据溶菌酶的生物学特性,有人报道将人溶菌酶作为抗艾滋病药物,有以下优点:
(l)、人溶菌酶具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种药效,针对艾滋病这类复杂的免疫系统疾病具有一定优势。
(2)、人类的分泌物成了艾滋病病原的克星,制成的药物就不太可能产生抗体的副作用,这对治愈艾滋病更为有效。
(3)、人溶菌酶是人体天然产物,不产生耐药性,可解决抗生素带来的耐药性难题。
(4)、人溶菌酶本身是一种天然蛋白质,安全无毒性,易被人体吸收,不在体内残留。
2
溶菌酶的抗非典型肺炎(SARS)作用
年11月在我国广东省流行一种“非典型肺炎”,在短短数月内,许多国家和地区亦发生类似疾病,目前认为传染性非典型肺炎是一种近距离接触、通过飞沫途径传播的传染性极强的呼吸系统疾病,世界卫生组织(WHO)认为非典型肺炎是一种冠状病毒亚型变种所致,因此将非典型肺炎称为严重急性呼吸综合征(Seveneacuterespiratorysyndnome,SARS)。
SARS冠状病毒属于单股正链RNA病毒,包膜上分布着长形、间隔较大的糖蛋白棒状突起。病毒颗粒直径nm左右,基因组约nt。SARS病毒明显不同于所有已知的冠状病毒,可能归属于冠状病毒科的第四群。目前临床上的主要治疗手段包括对症处理、大环内酯或喹诺酮类抗生素和激素,辅以抗病毒或提高免疫功能的药物。
由于溶菌酶是碱性蛋白质,可以和RNA形成复盐,从理论上说应该对冠状病毒有作用,所以溶菌酶可能对SARS病毒有效。于是有人用溶菌酶联合激素、抗生素及抗病毒药物对3例确诊轻症和5例疑似非典型肺炎进行研究,结果表明:轻症SARS在治疗结束后观察,1例患者WBC水平较治疗前稍升高、SatO2由治疗前的93%提高至95%,肺部斑片状浸润性阴影缩小约15%,2例患者无明显改变;5例疑似SARS患者中有2例发热、肌肉酸痛症状分别在第7、9天缓解,2例头痛和干咳症状在第8天减轻,l例乏力、腹泻症状在治疗第5天消失,其中l例在治疗第5天复查胸片示肺部条索状阴影缩小约60%,5例患者WBC、SatO2及心、肝、肾功能在治疗前后无明显变化;治疗期间无一例患者发生过敏或皮疹等药物副反应。这就提示溶菌酶可能是一种安全的辅助抗SARS治疗药物。
3
其他方面
朱小燕报道溶菌酶用于治疗疱疹,有良好的疗效。患生殖器疱疹和唇疱疹的病人口服溶菌酶可显著地减少复发的次数和程度,并改善症候。国外也有报道在一项有位疱疹病人参加的研究中,患者患有带状疱疹、单纯性疱疹、卡波西水痘样疹、寻常疣、水痘、口腔炎、多形性渗出性红斑,这些病人口服溶菌酶lg/天,疗效显著。该项研究也表明溶菌酶有很好的耐受性及消炎作用。同时这个研究者还指出溶菌酶对局部应用病毒性感染引起的皮肤病变有治疗作用,如寻常疣、足底疣、带状疱疹、单纯性疱疹及传染性软疣,而且观察到溶菌酶对上述病变的疗效与对非病毒感染引起的肿胀、溃疡的疗效一样好。对患有带状疱疹和单纯性疱疹的年老病人治疗也证实了口服溶菌酶的活性,还证明了这种药可增加IgG的量以增强免疫作用,它还可使血清中补体的活性正常化。值得注意的是:溶菌酶联合抗原特异性免疫治疗可改善慢性鼻窦炎患者的症状及使其体液和细胞的免疫应答恢复正常;可减少整形外科病人长时间输血引起输血后肝炎的发病率。
4
应用前景
本世纪70年代以后,临床上溶菌酶就已经广泛用于治疗疾病和降低免疫应激性。最新的研究和临床报道表明溶菌酶还可以应用于病毒性感染疾病,特别是对艾滋病、SARS等疾病的治疗,其生物源性和蛋白质本身特点使得其在低毒性和抗耐药性等方面更显优势,为临床用药提供了新的选择。
目前临床上使用的鸡蛋清溶菌酶,是采用蛋厂鸡蛋壳中残留的蛋清为原料生产的。近年来,人们正研究用基因工程和微生物发酵法生产人溶菌酶,还有采用酶修饰法合成溶菌酶,经过修饰后的溶菌酶不仅抗菌活性稳定,而且具有良好的乳化性能。人溶菌酶的开发已经显示了良好的临床应用前景,而且在食品工业领域和生物工程开发研究领域也大有作为。
预览时标签不可点