黏液：人体的无名英雄

李夕月

一只蜗牛缓缓爬过，身后留下一条亮晶晶的痕迹，这是它分泌的黏液，也是它的“轮椅”，如果没有这些黏液，蜗牛将寸步难行。一条黄鳝在河里游来游去，它身上有一层滑溜溜的黏液，那是它的“铠甲”，可以抵抗病菌的攻击。我们身上也有许多黏液，唾液、鼻涕、消化道黏液等，它们是保卫健康的“无名英雄”。

黏液制约人体内微生物

黏液，顾名思义，是一种黏稠的不易流动的水凝胶。我们把唾液、鼻涕、泪液和消化道黏液等统称为人体黏液。你可能会提出异议，唾液和泪液等不能称为黏液，它们并不“黏”。但其实，唾液和泪液中也含有黏液的基本成分：黏蛋白，所以它们也是黏液。

虽然黏液中通常只含5%的黏蛋白，但黏蛋白是黏液的“灵魂”。

不同黏液中的黏蛋白长相很相似：一个蛋白质骨架和一些像树枝一样长在骨架上的多糖分子。根据多糖分子的不同，黏液被分为两类，一种是分泌黏液，即眼泪、鼻涕等，它们起润滑、清洁的作用;另一种是附着黏液，常指消化道细胞分泌的黏液，很少排出体外，我们看不到它们，但是它们有着不可思议的作用。

我们知道，在我们肠道中生活着数万亿微生物，这些肠道微生物对我们的健康至关重要。但是，生活在人体内的微生物必须“听从指挥”，否则也会影响我们的健康，那么，谁负责管理它们？美国麻省理工学院的生物学教授凯瑟琳娜·里贝克致力于研究黏液，她解开了黏液的一些秘密，比如黏液如何管理肠道菌群。

黏液“割肉饲虎”，用自己的“身躯”养育着肠道菌群。许多肠道细菌能制造一种酶，这种酶能从黏蛋白身上“切割”多糖分子并消化它们，这些多糖是肠道菌群主要的能量来源。菌群“投桃报李”，它们会释放一些代谢物质，这些物质可以刺激细胞分泌更多黏液。黏液和菌群维持着互惠互利的生活。

除了提供食物，黏液的多糖分子还会影响人体微生物的行为和生理特征，降低它们致病的能力。比如里贝克小组发现，黏液可以减少龋齿的形成。龋齿主要由链球菌引起，一旦链球菌附着在牙齿上，它进行新陈代谢活动会产生有机酸，有机酸溶解牙釉质，最终导致蛀牙。里贝克用蔗糖水培养链球菌，发现它们会大量增殖并快速连成一片，形成生物膜，分泌大量有机酸。当里贝克在蔗糖水中加入一种唾液黏蛋白MUC5B时，发现虽然链球菌仍在快速增殖，但是它们都单独悬浮在黏蛋白中，不会连成一片，也不会附着在烧杯壁上。黏蛋白MUC5B可以阻止链球菌附着在牙齿上。

此外，澳大利亚墨尔本大学的分子生物学家迈克·麦克库金还发现，黏液会“欺骗”致病菌，让它们陷入致命的陷阱。幽门螺杆菌是一种会导致消化性溃疡和胃癌等疾病的细菌，它能通过识别胃细胞表面的多糖分子与胃细胞结合，从而感染胃细胞。麦克库金在实验中发现，消化道会分泌一种黏液，它的黏蛋白MUC1上的多糖分子会模仿胃细胞的多糖分子，从而“欺骗”幽门螺杆菌，优先與幽门螺杆菌结合，然后把它们引导到酸性胃液中，消化它们。

应用黏液来体检和治疗

正是因为黏液的微生物“经理”的身份，通过分析黏液的浓度和成分变化，也许可以预测人体的不良反应。女性怀孕期间，宫颈管中的黏液如果分泌不足，细菌会从这里进入子宫并伤害发育中的胎儿，最终将导致早产。据统计，全世界每10个新生儿中至少有一个是早产的，而早产儿的各项身体机能并没有发育完全，死亡率高达7%。

现在，里贝克的研究小组可以通过检测黏液来预测孕妇是否会早产。研究小组分别收集了年轻健康孕妇和年长孕妇的宫颈黏液，随后用带电的肽探针测试了两组黏液的渗透性，肽探针由小分子多肽制成，所带电荷模拟了细菌的电荷。通过实验，研究人员发现两组黏液的渗透性和粘附性有显著差异。里贝克猜测，如果黏蛋白的多糖分子的数量和类型发生了变化，导致黏液丧失了粘附力，难以再抵挡细菌，那么这些孕妇更有可能遭受细菌感染导致早产。

来自其他器官的黏液也可能预示其他疾病，比如消化道疾病和呼吸道疾病。随着黏液和黏蛋白研究的深入，未来的体检中可能会加入黏液检测一项。

里贝克团队的一名研究员里昂·李还发现了黏液参与化学物质运输的规律。李通过测试带正电荷的肽探针、带负电荷的肽探针和携带正负两种电荷的肽探针在黏液中的通过率，来研究黏液如何识别物质的电荷，不同的电荷如何影响物质的转运率。实验结果表明，带正电荷的肽探针与带负电荷的黏蛋白结合更强，正负电荷交替排列的肽探针比单一电荷肽探针更易与黏蛋白结合。

这个发现为设计药物载体和基因载体提供了新思路。有些药物和基因需要穿过黏液屏障才能生效，有些药物则在黏液中起作用，那么运载不同药物的介质应携带什么类型的电荷及其排布结构，可以从实验结果中得到启发。我们通过改变介质电荷，可以提高介质和所携带物质的运输效率来提高疗效。

人造黏蛋白

虽然“黏液防火墙”兢兢业业地管理微生物，保卫着人体的健康，但是有些细菌已经学会了钻漏洞的方法，它们会破坏黏液的结构和改变它的性质，这时黏液的保护能力会显著降低。麦克库金曾发现一种空肠弯曲杆菌，它能通过家禽传播给人类。空肠弯曲杆菌在家禽体内是无害的，但它能结合并破坏人类的黏蛋白，让其他致病细菌有机可乘。除此之外，有些疾病，比如胃溃疡，也会破坏“黏液防火墙”。

这时候如果我们能制造一些人造黏蛋白，将它们注入人体，黏蛋白将能起到抗生素的效果。目前通过化学合成来制造黏液已经取得了重要成果，比如用苯硼酸和丙烯酰胺骨架制造的阴道黏液，可以有效阻挡艾滋病病毒通过;用黄原胶和羧甲基纤维素制造的人造唾液，可以替代天然唾液，在口腔中培养出健康的微生物群落等。

此外，还有一些科学家致力于设计一些有利于药物运输的人造黏液，这些黏液和药物一起被服用到人体中，将能提高药物的吸收率和药效。

黏液——保卫人体健康的无名英雄，我们对它们的了解才刚刚开始。

人工泪液是目前最常见的人造黏液