李夕月

一只蝸牛緩緩爬過，身后留下一條亮晶晶的痕跡，這是它分泌的黏液，也是它的“輪椅”，如果沒有這些黏液，蝸牛將寸步難行。一條黃鱔在河里游來游去，它身上有一層滑溜溜的黏液，那是它的“鎧甲”，可以抵抗病菌的攻擊。我們身上也有許多黏液，唾液、鼻涕、消化道黏液等，它們是保衛(wèi)健康的“無名英雄”。

黏液制約人體內(nèi)微生物

黏液，顧名思義，是一種黏稠的不易流動的水凝膠。我們把唾液、鼻涕、淚液和消化道黏液等統(tǒng)稱為人體黏液。你可能會提出異議，唾液和淚液等不能稱為黏液，它們并不“黏”。但其實，唾液和淚液中也含有黏液的基本成分：黏蛋白，所以它們也是黏液。

雖然黏液中通常只含5%的黏蛋白，但黏蛋白是黏液的“靈魂”。

不同黏液中的黏蛋白長相很相似：一個蛋白質骨架和一些像樹枝一樣長在骨架上的多糖分子。根據(jù)多糖分子的不同，黏液被分為兩類，一種是分泌黏液，即眼淚、鼻涕等，它們起潤滑、清潔的作用;另一種是附著黏液，常指消化道細胞分泌的黏液，很少排出體外，我們看不到它們，但是它們有著不可思議的作用。

我們知道，在我們腸道中生活著數(shù)萬億微生物，這些腸道微生物對我們的健康至關重要。但是，生活在人體內(nèi)的微生物必須“聽從指揮”，否則也會影響我們的健康，那么，誰負責管理它們？美國麻省理工學院的生物學教授凱瑟琳娜·里貝克致力于研究黏液，她解開了黏液的一些秘密，比如黏液如何管理腸道菌群。

黏液“割肉飼虎”，用自己的“身軀”養(yǎng)育著腸道菌群。許多腸道細菌能制造一種酶，這種酶能從黏蛋白身上“切割”多糖分子并消化它們，這些多糖是腸道菌群主要的能量來源。菌群“投桃報李”，它們會釋放一些代謝物質，這些物質可以刺激細胞分泌更多黏液。黏液和菌群維持著互惠互利的生活。

除了提供食物，黏液的多糖分子還會影響人體微生物的行為和生理特征，降低它們致病的能力。比如里貝克小組發(fā)現(xiàn)，黏液可以減少齲齒的形成。齲齒主要由鏈球菌引起，一旦鏈球菌附著在牙齒上，它進行新陳代謝活動會產(chǎn)生有機酸，有機酸溶解牙釉質，最終導致蛀牙。里貝克用蔗糖水培養(yǎng)鏈球菌，發(fā)現(xiàn)它們會大量增殖并快速連成一片，形成生物膜，分泌大量有機酸。當里貝克在蔗糖水中加入一種唾液黏蛋白MUC5B時，發(fā)現(xiàn)雖然鏈球菌仍在快速增殖，但是它們都單獨懸浮在黏蛋白中，不會連成一片，也不會附著在燒杯壁上。黏蛋白MUC5B可以阻止鏈球菌附著在牙齒上。

此外，澳大利亞墨爾本大學的分子生物學家邁克·麥克庫金還發(fā)現(xiàn)，黏液會“欺騙”致病菌，讓它們陷入致命的陷阱。幽門螺桿菌是一種會導致消化性潰瘍和胃癌等疾病的細菌，它能通過識別胃細胞表面的多糖分子與胃細胞結合，從而感染胃細胞。麥克庫金在實驗中發(fā)現(xiàn)，消化道會分泌一種黏液，它的黏蛋白MUC1上的多糖分子會模仿胃細胞的多糖分子，從而“欺騙”幽門螺桿菌，優(yōu)先與幽門螺桿菌結合，然后把它們引導到酸性胃液中，消化它們。

應用黏液來體檢和治療

正是因為黏液的微生物“經(jīng)理”的身份，通過分析黏液的濃度和成分變化，也許可以預測人體的不良反應。女性懷孕期間，宮頸管中的黏液如果分泌不足，細菌會從這里進入子宮并傷害發(fā)育中的胎兒，最終將導致早產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界每10個新生兒中至少有一個是早產(chǎn)的，而早產(chǎn)兒的各項身體機能并沒有發(fā)育完全，死亡率高達7%。

現(xiàn)在，里貝克的研究小組可以通過檢測黏液來預測孕婦是否會早產(chǎn)。研究小組分別收集了年輕健康孕婦和年長孕婦的宮頸黏液，隨后用帶電的肽探針測試了兩組黏液的滲透性，肽探針由小分子多肽制成，所帶電荷模擬了細菌的電荷。通過實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)兩組黏液的滲透性和粘附性有顯著差異。里貝克猜測，如果黏蛋白的多糖分子的數(shù)量和類型發(fā)生了變化，導致黏液喪失了粘附力，難以再抵擋細菌，那么這些孕婦更有可能遭受細菌感染導致早產(chǎn)。

來自其他器官的黏液也可能預示其他疾病，比如消化道疾病和呼吸道疾病。隨著黏液和黏蛋白研究的深入，未來的體檢中可能會加入黏液檢測一項。

里貝克團隊的一名研究員里昂·李還發(fā)現(xiàn)了黏液參與化學物質運輸?shù)囊?guī)律。李通過測試帶正電荷的肽探針、帶負電荷的肽探針和攜帶正負兩種電荷的肽探針在黏液中的通過率，來研究黏液如何識別物質的電荷，不同的電荷如何影響物質的轉運率。實驗結果表明，帶正電荷的肽探針與帶負電荷的黏蛋白結合更強，正負電荷交替排列的肽探針比單一電荷肽探針更易與黏蛋白結合。

這個發(fā)現(xiàn)為設計藥物載體和基因載體提供了新思路。有些藥物和基因需要穿過黏液屏障才能生效，有些藥物則在黏液中起作用，那么運載不同藥物的介質應攜帶什么類型的電荷及其排布結構，可以從實驗結果中得到啟發(fā)。我們通過改變介質電荷，可以提高介質和所攜帶物質的運輸效率來提高療效。

人造黏蛋白

雖然“黏液防火墻”兢兢業(yè)業(yè)地管理微生物，保衛(wèi)著人體的健康，但是有些細菌已經(jīng)學會了鉆漏洞的方法，它們會破壞黏液的結構和改變它的性質，這時黏液的保護能力會顯著降低。麥克庫金曾發(fā)現(xiàn)一種空腸彎曲桿菌，它能通過家禽傳播給人類?？漳c彎曲桿菌在家禽體內(nèi)是無害的，但它能結合并破壞人類的黏蛋白，讓其他致病細菌有機可乘。除此之外，有些疾病，比如胃潰瘍，也會破壞“黏液防火墻”。

這時候如果我們能制造一些人造黏蛋白，將它們注入人體，黏蛋白將能起到抗生素的效果。目前通過化學合成來制造黏液已經(jīng)取得了重要成果，比如用苯硼酸和丙烯酰胺骨架制造的陰道黏液，可以有效阻擋艾滋病病毒通過;用黃原膠和羧甲基纖維素制造的人造唾液，可以替代天然唾液，在口腔中培養(yǎng)出健康的微生物群落等。

此外，還有一些科學家致力于設計一些有利于藥物運輸?shù)娜嗽祓ひ?，這些黏液和藥物一起被服用到人體中，將能提高藥物的吸收率和藥效。

黏液——保衛(wèi)人體健康的無名英雄，我們對它們的了解才剛剛開始。

人工淚液是目前最常見的人造黏液