摘要：
1957年发现菠萝蛋白酶可作为一种治疗性成份。它的作用包括：1抑制血小板聚集；2溶解纤维蛋白；3 消炎；4抗肿瘤；5调节细胞因子和免疫；6对皮肤清创的特性；7促进其它药物的吸收；8溶解粘液；9助消化；10促进伤口愈合；11改善心血管循环系统。菠萝蛋白酶口服易于吸收，有可靠的证据表明大剂量给药可以提高治疗效果。虽然所有的相关机理还没有完全搞清楚，但菠萝蛋白酶已被证明是一种安全有效的药物。
概述
在一些民族文化中，菠萝是一种药用的植物。1876年人们就知道菠萝蛋白酶的化学特性。1957年，Heinicke发现在菠萝的茎中有高浓度的菠萝蛋白酶，当时人们认识到菠萝蛋白酶可作为一种药用成分。 菠萝蛋白酶是从凤梨属植物菠萝中提取的一组巯基水解蛋白酶。从来源可分为果菠萝蛋白酶和茎菠萝蛋白酶。商品菠萝蛋白酶均来源于茎中，下文中的菠萝蛋白酶均指茎菠萝蛋白酶。 菠萝蛋白酶的主要成分是一种含巯基的水解物，同时还包含过氧化物酶、酸性磷酸酯酶、几种蛋白抑制剂和有机活性钙。当菠萝蛋白酶的蛋白水解片段被纯化分离后得到一种体外有活性的蛋白水解酶，然而，当菠萝蛋白酶显示出有明显效果时，这一组分在体内却无生理活性。这表明菠萝蛋白酶的主要生理活性并不是来源于它的蛋白水解片段，而是来自源于多种因素，并非只是分离出的单一成分。 至今，已从茎中发现8种基本的蛋白水解活性成分，主要的两种成分命名为F4和F5。最有活性的成分是一种蛋白酶，被标记为F9，包括2%的总蛋白。约50%的F4和F5被蛋白糖基化，而F9没有糖基化。F4和F5的最适宜的PH值是4.0至4.5，F9接近于中性。菠萝蛋白酶的全部提取物在PH值4.5至9.8时表现出活性。 由于菠萝蛋白酶来源于自然，不同的来源将显出不同的生理作用，包括蛋白水解作用。菠萝蛋白酶对热不稳定，如果储存条件和处理方法不当，生理活性会减弱。
吸收与利用
菠萝蛋白酶经动物的胃肠道可被完整吸收。口服后，在血中可检测出40%的大分子物质，给药后1小时血药浓度最高。很可能由于血浆蛋白酶和血清α-2巨球蛋白的作用，蛋白水解活性会很快地衰减。 用于检测菠萝蛋白酶活性的方法很多，在已发表的研究中检测方法也在变化。R.U、G.D.U和M.C.U单位是常用的活力检测方法。2000M.C.U/g菠萝蛋白酶的活力相当于1200 G.D.U/g菠萝蛋白酶的活力,或相当于100,000 R.U/8g菠萝蛋白酶的活力
抑制血小板聚集、溶解纤维蛋白、消炎作用
1972年第一次有可靠的数据表明，菠萝蛋白酶可抑制血液中血小板聚集。20位有心脏病史、中风史或血小板聚集值高的自愿者口服菠萝蛋白酶，其中17名血小板聚集度降低，9名血小板聚集值高的人中有8名恢复为正常。体外研究表明，一定剂量下的菠萝蛋白酶通过刺激ADP、肾上腺素、前列腺素前体，可加强抑制血小板聚集的作用。 ? 在体内和体外，菠萝蛋白酶都是一种有效的纤维蛋白溶解剂。然而，在纯化的纤维蛋白原的溶液比在血液中的作用强，这可能是由于血液中存在蛋白酶抑制物（蛋白酶抗体）。在大鼠试验中，服用一定剂量的菠萝蛋白酶会降低血清纤维蛋白原水平，高浓度的菠萝蛋白酶维可明显延长凝血酶原时间（PT）和活化部分凝血酶时间(APTT)。菠萝蛋白酶的溶解纤维蛋白的活力来自于促使血纤维蛋白溶酶原向纤维蛋白溶酶转变，从而使纤维蛋白降解，抑制凝块扩散过程。 菠萝蛋白酶与其它酶系统一起会有直接或间接的消炎作用。一定剂量的菠萝蛋白酶和依托度酸酶有抑制大鼠炎症和疼痛的作用。在大鼠实验性引起的水肿试验中，菠萝蛋白酶是九种抗炎物质中最有效的一种。在消炎试验中，菠萝蛋白酶和强的松有相似的消炎作用。在大鼠动物模型中，依莫法宗（镇痛药）和菠萝蛋白酶同用治疗，会有效地抑制发热引起的免疫反应物质P的释放以及抑制并发性水肿。
作用机制
菠萝蛋白酶通过胶原质或血小板与细胞表面接触，通过刺激哈格曼因子转换成活化的蛋白酶（Ⅻα因子），激活了激肽系统和。Ⅻα因子通过使血浆激肽释放酶原转变为激肽释放酶从而活化激肽系统，然后使Ⅺ因子激活，继续。激肽释放酶具有自身催化作用，加速哈格曼因子的活化，继续有效地激活激肽酶系统和凝反应。此外，激肽释放酶把高分子量的激肽释放酶HMWK分解成为小分子的缓激肽，缓激肽是有效的刺激物，可增强血管渗透性、产生疼痛。在纤维蛋白原转换成纤维蛋白的反应中，凝结级联反应的活性达到极点（见图1）。然后，纤维蛋白在损伤面形成保护性基层，这一基层抑制组织渗液而形成水肿，妨碍血液循环。 为了检验菠萝蛋白酶在血浆激肽释放酶系统、缓激肽水平、炎症出血的血浆渗出液中的效果，用大鼠在炎证部位做试验验证。菠萝蛋白酶（5和7.5mg/kg）可降低缓激肽水平，同时，降低血清中激肽释放酶原水平。血浆渗出液能降低对剂量的依赖。用菠萝蛋白酶治疗后囊液中没有变化，但在血清中缓激肽的活力有所提高。一次注射菠萝蛋白酶(10mg/kg,i.v.)后，大鼠的血浆中大分子量的激肽原和激肽释放酶原显著降低，72小时逐渐恢复。这一期间，低分子量的激肽原水平没有改变。 菠萝蛋白酶治疗大鼠类炎症也显示了菠萝蛋白酶能减少因子Ⅹ和凝血酶原，因子Ⅹ和凝血酶原都需通过在体内和体外的级联反应中的常规路径，激活纤维蛋白原转换成纤维蛋白，这表明菠萝蛋白酶在炎症部位，通过减弱血浆激肽酶释放酶系统抑制缓激肽的产生，通过减少凝结级联反应中间体抑制纤维蛋白形成。这些作用有效抑制疼痛和水肿，同时增强损伤部位的血液循环。 凝块形成后，随着纤维蛋白溶酶原转换成纤维蛋白溶酶，血管开始修复。纤维蛋白酶将纤维蛋白降解成小的片断后被单核细胞和巨噬细胞吞噬。大鼠试验中，菠萝蛋白酶促进纤维蛋白溶酶原转换成纤维蛋白溶酶，促进纤维蛋白溶解，减少静脉血管的淤积，增强养分通透性，增强渗透性，继续恢复组织的生物学性能。 菠萝蛋白酶的治疗作用是由于其次选择性地调整血栓素和前列腺环素的生物合成，两组前列腺素功能相反，最终影响环腺苷磷酸（CAMP）的活性，而CAMP是重要的细胞生长调节物质。肾上腺素、胶原或凝血酶粘合到血小板，激活磷脂酶C和磷脂酶A2，使得膜磷脂（卵磷脂和卵磷脂甾醇）释放花生四烯酸。表1列举了花生四烯酸的代谢产物在消炎方面的作用。 口服菠萝蛋白酶激活纤溶酶原被激活成纤溶酶，纤溶酶原抑制细胞核释放花生四烯酸，导致血小板聚集、调整前列腺素系列2降低。有人推测用菠萝蛋白酶治疗可引起内源性的前列腺素PGI2和PGE2对血栓素A2的相对增加。 ???环氧合酶是合成前列腺素系列2的必要物质，非甾体，导致抗炎的前列腺素减少。菠萝蛋白酶如同非甾体的抗炎药，不仅阻止在环氧合酶环节上花生四烯酸的级联反应，还可选择地减少血栓素的产生，改变血栓素—前列腺素系列2的比率，增加前列腺环素。与非甾体给药相似，菠萝蛋白酶抑制PGE2，虽然这种作用很弱。表2 列举了菠萝蛋白酶对炎症介质的影响。
抗癌作用
1972年第一次报道癌症病人口服菠萝蛋白酶。12名有卵巢或乳房瘤患者每日服用600mg菠萝蛋白酶，时间为6个月至数年。部分癌肿消失并抑制癌肿转移。也有报道结合使用化学药物如5-FU和长春新碱，每日服用超过1000mg的菠萝蛋白酶，肿瘤缩小。 一定剂量的菠萝蛋白酶也能抑制接种于小鼠体内的刘易斯肺癌细胞的转移。不论是否有蛋白水解作抗凝血的作用、蛋白有无活性，这种抗转移作用菠萝蛋白酶都存在。
诱导细胞因子
免疫反应的初始依赖于T细胞、巨噬细胞和这些细胞释放的统称为细胞因子的多肽因子。细胞因子在感染、炎症、癌症和正常的免疫应答反应中，在传递方面有重要的作用，表3列举了细胞因子和其功能。 菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、淀粉酶都能诱导人外周的血单核细胞产生细胞因子。用一定剂量的这一类物质治疗一定的时间，可引发肿瘤坏死因子TNF-а、白介素-1（IL-β）、白介素-6（IL-6）。干扰素IFN-α、干扰素IFN-γ不能单独作用，它们与其它酶结合在一起作用，使TNF-а的增加。用胰蛋白酶处理的而非自溶片段的菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶对TNF的诱导产生作用可增强10到40倍，而单用胰蛋白酶只有很弱的作用。 对细胞因子的诱导产生作用可解释口服菠萝蛋白酶的抗癌作用。
免疫作用
菠萝蛋白酶能从淋巴细胞上转移T—细胞CD44分子，而影响T—细胞活性。高浓度的菠萝蛋白酶和蛋白酶F9用于吸附外周血淋巴细胞（PBL）至人脐带血管内皮细胞（HUVEC）。菠萝蛋白酶和蛋白酶F9降低CD44的表达，但F9的作用比菠萝蛋白酶强10倍，大约97%的CD44的表达被抑制，结果提示F9通过PBL至HUVEC选择地抑制CD44。
清创术
菠萝蛋白酶很典型地应用于乳膏剂（35%菠萝蛋白酶混匀于脂质中）能有效地局部清除烧伤创面和加速愈合。菠萝蛋白酶中有一种非水解蛋白成份具有这样的效果，这种成份被称为焦痂酶。它没有对正常蛋白底物或各种粘多糖底物的水解酶活性，同时其活性作用随着制剂类型而变化。 大鼠烧伤试验中，局部应用菠萝蛋白酶平均1.9天就能完全清除创面，而对照试验中胶原酶需要平均10.6天才有相似的效果。 局部应用菠萝蛋白酶能分离活组织界面的焦痂。，假定菠萝蛋白酶激活活组织中的胶原酶，胶原酶使焦痂组织中的胶原变性，那么，这将使活组织与死组织之间产生分界面。用压舌板做个很小的刮术可除去所有的焦痂，并形成适合于移植手术的层面。通过使用菠萝蛋白酶，移植术可以在事故发生后24小时内进行。使用菠萝蛋白酶膏剂治疗烧伤，不会形成癍痕或者癍痕很小。 有人拓宽菠萝蛋白酶清创的应用范围，局部应用菠萝蛋白酶，除去冻伤的焦痂。在初期的试验中，没有比清除表面层的焦痂的清创术更引人注意。在三度烧伤的部位上两次局部应用菠萝蛋白酶，清创后产生一个移植层，冻疮损伤面仍然很自然。
增强抗生素效应
在一些国家，菠萝蛋白酶最初应用于增强抗生素效应。菠萝蛋白酶能促进不同的药物渗透到组织和器官中。菠萝蛋白酶能延长大鼠注射戊巴比妥后的睡眠时间，能增加鼠脊柱内的青霉素、庆大霉素水平。同时使用菠萝蛋白酶，能增加血和尿中的抗生素16水平，能引起血和组织中的四环素和羧氨苄青霉素水平。 与对照组相比，用阿莫西林或四环素治疗18位妇女时，同时使用80mg的菠萝蛋白酶，引起血清浓度增加，两种抗生素在子宫，卵巢导管，卵巢中的水平增加。消炎痛，一种抗炎药用作环氧合酶的抑制剂，就没有这种效果。这表明菠萝蛋白酶有某些不确定的作用，加强人体和组织对抗生素的吸收。双盲试验证实口服540mg的肠衣菠萝蛋白酶，血清中的四环素水平提高三倍。 对53位住院病人用菠萝蛋白酶和抗生素治疗，这些病人患有肺炎、支气管炎、皮肤葡萄球菌感染、血栓静脉炎、峰窝组织炎、肾孟肾炎、直肠周围及直肠脓肿。其中23位患者对抗生素治疗无效，每日四次使用菠萝蛋白酶，同时使用青霉素、氯霉素、红霉素、新生霉素，另外有56位患者只用抗生素治疗作为对照。23位抗生素治疗无效患者中22位联用后有效。对每种病的研究显示，与单独使用抗生素对比，菠萝蛋白酶和抗生素联用有效抑制发病率，另有106人只用菠萝蛋白酶治疗作为对照，与抗生素治疗有类似的效果。 48位急性鼻窦炎患者应用标准治疗方案，包括抗组胺、镇痛剂以及在需要的情况下使用抗生素。其中23位每日给药菠萝蛋白酶四次，而其余的给予安慰剂。83%用菠萝蛋白酶的患者鼻粘膜炎完全治愈，而给安慰剂的只有52%的人完全治愈。应用菠萝蛋白酶的人有78%的的呼吸系统改善，而接受安慰剂的人只有68%。没有使用抗生素而只用菠萝蛋白酶治疗的患者中85%的人，完全治愈了鼻粘膜炎，呼吸困难。给予安慰剂的患者中只有40%的人治愈了鼻粘膜炎，53%的人治愈了呼吸困难。 菠萝蛋白酶对抗生素以及其它药物的增强效应是归功于菠萝蛋白酶促进吸收，增强病变组织的通透性从而使抗生素易于到达感染部位。也有人认为应用菠萝蛋白酶可能使免疫系统产生特效的或者非特效的成份，从而增加机体利用自身有修复作用的资源。
溶解粘液性能
1954年，局部应用菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶清除过多的子宫颈粘液。应用菠萝蛋白酶后可以看到占据间隙转阴，管道和腺体的炎症很明显的消失36。 在兔的体内、体外研究菠萝蛋白酶对兔的痰粘稠度的影响。在酶试验中菠萝蛋白酶改变了痰的粘度，并且显示了增加痰量的趋势。 对124位住院病人进行临床研究，这些病人患有支气管炎、肺炎、气管炎、支气管扩张、肺脓肿。口服菠萝蛋白酶后痰的量和粘度都降低。这些结果表明菠萝蛋白酶能有效降低痰粘度，从而使痰易于被清出呼吸道。
助消化功能
菠萝蛋白酶是有效的助消化酶，应用于胰切除术后、胰分泌功能不全、小肠功能紊乱。由于菠萝蛋白酶适应很广的PH范围，菠萝蛋白酶在胃和小肠中都有活力。在胃蛋白酶和胰酶缺乏时，菠萝蛋白酶是合适的替代品。对胰腺腹泻的病人结合使用牛胆汁、胰酶、菠萝蛋白酶能有效降低大便中的脂肪排泄物。此外，这种结合使用大多数情况下能增加体重以及主观上感到舒服。治疗效果也与疼痛、胃胀气和大便频数有关。 据报道，动物试验中，菠萝蛋白酶能治疗胃溃疡。在一次菠萝蛋白酶对胃粘膜层的作用进行广泛的研究后，发现增加放射性硫50%和萄糖胺30%-90%的吸收。加速对这些物质的吸收，使胃溃疡更快地被治愈。 用猪小肠研究菠萝蛋白酶对肠毒素受体的活力影响，研究表明，口服一定剂量的菠萝蛋白酶阻碍肠毒素结合到小肠上。用药后吸附在肠表面的肠毒素可以忽略。用小猪做菠萝蛋白酶治疗试验，血清生化检查和组织病理学分析都没有相反的结果。这些说明了菠萝蛋白酶可以应用于治疗肠毒素引起的腹泻。
在外伤和骨胳肌损伤方面的应用
菠萝蛋白酶在治疗炎症和软组织的损伤方面也有疗效。早期的临床试验曾用于消除74名拳击手的脸部瘀伤、眼眶、嘴唇、胸部和臂部等部位的血肿，每天给药四次，连续4天或直至瘀伤消失，对照组的72名拳击手给予安慰剂，在服用菠萝蛋白酶的拳击手中58名瘀伤4天内完全消失，其余的16名8-10天也完全恢复了。对照组中只有10人在4天内完全恢复，其余的需要7-14天才恢复。 菠萝蛋白酶中可以减轻水肿的特性引起人们研究调查。在大鼠外伤性的后腿水肿中，观察到菠萝蛋白酶经肠道吸收有显著的减轻水肿作用。而非肠道吸收的只有很小的一点治疗作用，虽然认为经肠吸收会引起酶的降解，但口服菠萝蛋白酶会得到更好的效果，这与菠萝蛋白酶可被肠道吸收而不丢失生物活性相关。 55个手术前病人被分为两组。一组22人，术前48~72小时，服用菠萝蛋白酶一天4次，术后72小时继续服用；一组33人手术当天服用，术前一小时服用首剂。一组中50%的和二组中42%在72小时内疼痛和炎症完全消失，术前3天给药的一组中只有1人疼痛和炎症超过72小时，而术前一小时开始给药的一组中有5人。一项独立的研究表明，术前48-72小时给药与给药组比较，疼痛完全消失的平均天数从3.5天减少到1.5天，炎症消失的平均天数从6.9天减少到2.0天。 16个口腔手术病人在术前72小时一天用菠萝蛋白酶4次，在术后24小时75%的病人只有轻微的炎症或炎症消失。而给予安慰剂的一组只有19%。术后24小时经菠萝蛋白酶的治疗病人中，38%的疼痛消失或有轻微疼痛，而服用安慰剂的病人中只有13%。术后72小时给药组这一比例增加了75%而服用安慰剂的一组只增加到38%。 对59名肌骨骼系统有钝伤的病人进行观察研究，对大剂量的菠萝蛋白酶的有效性和耐受性与常规治疗相比。在4个平行试验中用菠萝蛋白酶可以明显减轻水肿、静止状态疼痛、运动状态疼痛及触痛。
在血管循环系统应用
研究表明菠萝蛋白酶可以防止人血中血小板的聚集，阻止或减轻一过性缺血发作的严重性，可防治血栓的形成及血栓性静脉炎，可消除分解胆固醇斑，或发挥激活血纤维蛋白溶解作用。如果延长服用时间，在动物试验中菠萝蛋白酶也可发挥抗高血压作用。 对14名有心绞痛的病人服用菠萝蛋白酶每天400mg-1000mg，在4—90天里，所有病人症状消失。每天服用500-700mg的病人也有相似的结果，停止服药后，在一段活动期后心绞痛再次复发。 据报道，每天与乳酸镁钾同时服用120-400mg的菠萝蛋白酶显著减少心肌梗塞的发生。 对73名有急性血栓性静脉炎病人的研究显示，菠萝蛋白酶与止痛剂合用，可消除炎症，包括疼痛、水肿、触痛、皮肤发热和无力。 菠萝蛋白酶的上述作用可归结为可分解纤维蛋白斑，菠萝蛋白酶也可溶解动脉硬化斑。在兔主动脉，菠萝蛋白酶很可能或也可说是有助于增加脉管壁对氧和养分的渗透性，增加血流流动性。
毒性、副作用和过敏反应
一般认为菠萝蛋白酶毒性很低，LD50大于10g/kg，对狗的毒性试验表明，每天服用750mg/kg，6个月后无毒性，对小鼠剂量服用1.5g/kg/天，无致畸作用和致癌作用。 在对人的临床试验中，没有观察到副作用。460mg的剂量显示对心率和血压无影响，但当剂量达到1840 mg时，会相应地增加心率。有报道说可能是由于菠萝蛋白酶影响IL-1和肿瘤坏死因子TNF的产生，在某些情况可提高基线的80%， 2小时后作用明显，但残余效果可保持24小时。当剂量超过700mg时，有报道可产生心悸和主观的不适。任何剂量导致人血压的变化都未被证实。 蛋白水解酶的潜在的致敏性不能被低估。因为特别是反应的后期它们引起主呼吸系统的症状。据报到在血型实验室的工作人员中菠萝蛋白酶导致过敏。调查表明，1）菠萝蛋白酶是强烈的过敏原。2）发生过敏常常由于吸入而不是胃肠道吸收。3）菠萝蛋白酶致敏是职业病，充分的预防措施是必要的。酶致敏的风险来是由于在职业工作上的暴露所引起的吸入。 菠萝蛋白酶通过血清对蜂毒液的IgE变态反应，有28%的人有交叉反应。从对橄榄树花粉高度敏感的病人的血清的IgE中发现菠萝蛋白酶、辣根过氧化酶及抗环血酸盐氧化酶。 菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶，由于它们常作为肉的嫩化剂和啤酒的澄清剂应考虑潜化在的摄入性致敏原，这可能是尚未被认识到的餐后过敏反应的产生原因，与其它食物一样，一小部分人特别是对菠萝敏感的人，可能对口服菠萝蛋白酶敏感。作为接触致敏原，作用很小，但是，皮肤接触到分解的蛋白酶如菠萝蛋白酶，即使是很高的倍数的稀释物，也会引发在敏感人群中一系列的反应。
菠萝蛋白酶的应用情景
以下是几条口服菠萝蛋白酶的理由1、抑制血小板聚集，有利于调整前腺素形成，减小心脏动脉硬化的疾病风险。 2、只要服用就可产生持续的生理活性，无明显耐药性。 3、无毒、副作用少，可长期服用，剂量200-2000mg无需担心。 4、是一种蛋白，像其它脂蛋白一样易于代谢。 5、易于吸收，口服有很强的治疗效果，无需静脉给药。 6、由于它有有效的抗炎作用，在创伤、手术及运动竞赛前服用更有用。 7、联合用药，可增强其它物质的吸收或增强作用。 8、由于它对细胞因子网络，尤其是IL-1和TNF，（刺激）急性反应和增加心率，菠萝蛋白酶有助于产生在急性阶段的治疗应答，已证明菠萝蛋白酶具有广范围的治疗作用。 剂量和药方介绍 已提供的研究未能证明在两餐间服用会增加疗效，通常建议菠萝与进食相隔时间远一些，除非它有助于消化。因为，如果不这样，菠萝蛋白酶相当于一消化酶，而且它的治疗作用也消失了，然而事实上，临床研究时对菠萝蛋白酶并未遵照这一约定。
结论
菠萝蛋白酶广泛应用于临床已超过35年的历史。虽然作用机制没有被完全搞清楚。菠酶蛋白酶有效地作用于激肽系统、凝结级联反应、细胞因子网络、前列腺素的合成、菠萝蛋白酶促进黄酮的吸收、促进氨基葡萄糖的吸收，所以当黄酮和氨基葡萄糖营养缺乏时可服用菠萝蛋白酶。菠萝蛋白酶促进许多其它物质的吸收和利用。然而，至今这一领域中的研究集中在抗生素方面. 最低只要160mg/天菠萝蛋白酶就可发挥作用，研究者中普遍的意见是最有效发挥的剂量为500 gm/天，这需要大量的菠萝蛋白酶供应量。菠萝蛋白酶口服吸收好，长期使用菠萝蛋白酶安全可靠。总之，菠萝蛋白酶应有情景广泛。
