综述：肠道黏液：对抗病毒性肠胃炎的隐藏 “大英雄”，解锁其神奇防御密码！

为探究肠道黏液在病毒性肠胃炎中的作用，比利时根特大学等的研究人员开展相关研究。结果发现其对病毒有防御作用且存在年龄差异。该研究为理解病毒感染机制、开发新疗法提供依据，推荐科研读者阅读。

　　

在人体和动物的肠道里，有一层像 “隐形卫士” 一样的物质，它就是肠道黏液（Intestinal mucus）。这层黏液可不简单，它不仅像物理屏障一样，把脆弱的肠道上皮细胞保护起来，防止有害病菌的入侵，而且它里面的各种成分也在默默守护着肠道的健康。然而，现实却很残酷，有很多会引起肠胃炎的病毒，像轮状病毒（Rotavirus，RV）、冠状病毒（Coronavirus，CoV）、腺病毒（Adenovirus）、星状病毒（Astrovirus）、杯状病毒（Calicivirus）和肠道病毒（Enterovirus）等，依旧在威胁着人类和动物的健康。

尽管有不少研究关注了这些病毒和肠道黏液之间的关系，但对于肠道黏液到底是如何全方位保护我们免受这些病原体侵害的，科学家们还存在很多疑惑。正是在这样的背景下，为了更深入地了解肠道黏液在对抗病毒性肠胃炎（Viral gastroenteritis）时的保护作用，来自比利时根特大学兽医学院病毒学实验室等机构的研究人员展开了探索。他们的研究成果发表在了《Gut Pathogens》期刊上，论文题目是《Intestinal mucus: the unsung hero in the battle against viral gastroenteritis》。这项研究发现肠道黏液在对抗病毒性肠胃炎方面有着巨大的潜力，对未来防治这类疾病有着重要意义。

研究人员在开展这项研究时，用到了几种关键技术方法。在研究肠道黏液和病毒相互作用时，运用了体内和体外实验模型。比如在研究猪的肠道黏液对病毒的影响时，通过体外实验观察病毒在黏液中的感染情况，同时在体内实验中观察病毒感染动物后的反应。此外，还利用了单粒子追踪（Single Particle Tracking，SPT）技术，来研究病毒在黏液中的扩散情况；运用原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）测量黏液的孔径大小；采用蛋白质组学分析方法，研究不同年龄猪的肠道黏液成分差异。

下面来看看具体的研究结果。

1. 肠道黏液的结构、组成和理化性质：肠道黏液是一种稀的、含水的、具有黏弹性的分泌物，主要由水（90 - 95%）、蛋白质（约 5%）、脂质（1 - 2%）和电解质组成，形成胶体溶液。在小肠，黏液形成一层松散的、容易去除的层，覆盖在肠细胞上，不同动物小肠黏液厚度不同，例如猪的十二指肠黏液厚度约为 25.9 ± 11.8μm，回肠约为 31.0 ± 15.7μm 。在结肠，除了有包含细菌和消化物的松散黏液层，还有一层紧密附着在肠上皮的黏液层，这层黏液无菌，对保护结肠上皮免受大量微生物侵害至关重要。黏液的主要成分黏蛋白（Mucin，MUC）由杯状细胞分泌，它形成网状结构，覆盖在绒毛上，其 O - 聚糖与水结合后使黏液呈现凝胶状。除了黏蛋白，肠道黏液中还有其他调节宿主免疫反应的蛋白质，如免疫球蛋白 A（Immunoglobulin A，IgA）、溶菌酶（Lysozymes）等。脂质和电解质也在肠道黏液中发挥着重要作用，它们影响黏液的疏水性、润湿性、表面张力、黏度等性质。
2. 病毒性肠胃炎及相关病毒：急性病毒性肠胃炎是全球范围内导致人类和动物发病和死亡的常见原因之一，5 岁以下儿童和幼龄动物尤其容易感染。轮状病毒是一种多层无包膜病毒，其外层蛋白 VP7 和 VP4 决定病毒的血清型和菌株，它能利用多种受体进入宿主细胞，感染后会引发严重的胃肠道症状。冠状病毒是一种大型包膜病毒，具有多种结构蛋白，受体使用因病毒类型而异，虽然主要与人类呼吸道感染有关，但也是许多动物新生儿腹泻的病原体。腺病毒是无包膜的二十面体病毒，可引起人和动物的胃肠道感染。星状病毒是小的无包膜病毒，易变异，能感染肠道杯状细胞，导致腹泻等症状。此外，还有杯状病毒、肠道病毒、禽流感病毒等也能引起胃肠道感染。
3. 肠道病毒与肠道黏液的相互作用：病毒与黏液的相互作用研究还处于探索阶段。病毒在黏液中的运输与颗粒和孔隙大小的比例有关，大多数肠道病毒大小与黏液平均孔径相似，它们与黏液成分的生化相互作用可能更为显著。研究发现，不同肠道病毒与肠道黏液和黏蛋白存在相互作用。例如，恒河猴轮状病毒（Rhesus rotavirus，RRV）在黏蛋白存在时感染减少；猪传染性胃肠炎病毒（Transmissible gastroenteritis virus，TGEV）和猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）在猪肠道类器官气液界面单层产生的黏液层存在时，感染减弱。
4. 案例研究：猪体外肠道黏液对 TGEV 的年龄依赖性保护作用：TGEV 可感染各年龄段猪的小肠肠细胞，幼龄仔猪感染后症状严重，死亡率高。研究人员最初认为幼龄仔猪易感性高可能与冠状病毒受体表达有关，但未发现明确关联。进一步研究发现，随着猪年龄增长，黏液产生细胞数量增加。通过 SPT 技术发现，TGEV 在 3 天龄猪的黏液中比在 3 周龄猪的黏液中扩散更自由，3 周龄猪的黏液对 TGEV 感染易感猪睾丸（Swine testicular，ST）细胞具有显著的阻断作用。此外，3 周龄猪的黏液黏度更高，平均孔径更小，且主要黏蛋白 MUC2 含量更高，这些因素可能共同作用，使得老龄猪对 TGEV 感染具有更强的抵抗力。
5. 未来研究方向：研究人员认为，量化特定物种肠道中黏液产生细胞的数量，有助于了解黏液产生情况，这对于诊断和监测肠道疾病、开发新药物等具有重要意义。研究感染过程中黏液成分的变化，包括蛋白质、脂质、电解质等的改变，能更好地理解肠道疾病的发生、发展和严重程度。深入研究肠道黏膜在病毒性肠胃炎中的免疫作用，明确免疫细胞和免疫因子与肠道病毒的相互作用机制，可为防治提供新靶点。对黏蛋白聚糖进行分析，了解其在保护机体免受病原体侵害中的作用，有助于开发新的治疗方法。此外，利用肠道黏液作为治疗手段，如使用合成黏蛋白或进行肠道黏液移植，以及通过比较不同生理系统的黏液研究病毒的致病性和嗜性，也为未来研究提供了方向。

总的来说，这项研究全面地阐述了肠道黏液在对抗病毒性肠胃炎中的作用。研究表明，肠道黏液的结构、组成和性质与病毒感染密切相关，年龄依赖性的黏液变化影响着对病毒的防御能力。这些发现为深入理解肠道黏液与肠道病毒的相互作用提供了重要依据，也为未来开发防治病毒性肠胃炎的新策略指明了方向。未来，通过进一步研究肠道黏液的各种成分，有望开发出基于肠道黏液的新型治疗方法，尤其是针对新生儿和幼龄动物等易感群体，这对于改善肠道健康、对抗病毒性疾病具有巨大的潜力。