摘要：麻省理工学院研究团队在人体消化道粘液中发现了一种强大的天然防御机制，这一发现可能为预防和治疗食源性疾病开辟全新路径。研究显示，消化道粘液中的粘蛋白分子能够精准地关闭沙门氏菌的致病基因，从根本上阻止细菌感染宿主细胞的能力。
信息来源：https://news.mit.edu/2025/study-shows-mucus-contains-molecules-that-block-salmonella-infection-0925
麻省理工学院研究团队在人体消化道粘液中发现了一种强大的天然防御机制，这一发现可能为预防和治疗食源性疾病开辟全新路径。研究显示，消化道粘液中的粘蛋白分子能够精准地关闭沙门氏菌的致病基因，从根本上阻止细菌感染宿主细胞的能力。
这项发表在《细胞报告》杂志上的研究揭示了人体先天免疫系统的一个重要组成部分——粘液不仅仅是物理屏障，更是一个复杂的生化防御网络。研究团队现在正致力于开发基于这一发现的合成治疗药物，有望为每年影响数百万人的食源性疾病提供新的预防和治疗选择。
麻省理工学院生物工程教授凯瑟琳娜·里贝克作为该研究的资深作者表示："通过利用和重新设计来自天然先天免疫系统的这一机制，我们希望制定在腹泻发生之前就能预防的策略。这种方法可以为造成数十亿美元损失的重大全球健康挑战提供低成本解决方案。"
分子层面的精准打击
沙门氏菌是全球食源性疾病的主要元凶之一，每年导致数亿人感染，其中包括严重的胃肠炎和更危险的伤寒等疾病。传统的预防和治疗方法主要依赖抗生素，但随着抗生素耐药性的增加，寻找新的治疗策略变得日益迫切。
研究团队发现，名为MUC2的粘蛋白能够通过一种巧妙的分子机制阻止沙门氏菌感染。这种粘蛋白直接作用于细菌内部一个名为HilD的关键调节蛋白，导致整个3型分泌系统基因网络的关闭。3型分泌系统是沙门氏菌感染宿主细胞的核心武器，它形成针状复合体，将细菌毒性蛋白直接注入宿主细胞内部。
研究的主要作者之一、麻省理工学院研究科学家凯尔西·惠勒解释说："当粘蛋白阻断HilD蛋白时，细菌就失去了激活其毒力基因的能力。这就像切断了细菌攻击系统的电源开关。"
通过详细的计算模拟研究，科学家们发现粘蛋白中的特定糖分子，包括GlcNAc和GalNAc，能够精确地结合到HilD蛋白的特定位点上。然而，关键的发现是这些糖分子必须与粘蛋白的肽主链相连才能发挥作用——单独的糖分子无法实现这种阻断效果。
这一发现不仅揭示了人体免疫系统的精妙设计，也为开发新型抗感染药物提供了明确的分子靶点。研究团队发现，除了MUC2之外，胃部发现的MUC5AC粘蛋白也具有类似的保护作用，而且这种机制对其他使用HilD调节系统的食源性病原体同样有效。
从实验室到临床应用的转化
基于这些基础研究发现，里贝克团队正在积极推进将实验室成果转化为实际临床应用的工作。他们的目标是开发合成版本的保护性粘蛋白，用于预防和治疗各种胃肠道感染。
研究团队提出了几种潜在的应用策略。首先是将合成粘蛋白添加到口服补液盐中。口服补液盐是一种标准的治疗腹泻脱水的电解质溶液，在全球范围内广泛使用。通过在其中添加具有抗感染功能的合成粘蛋白，可以在治疗脱水的同时直接对抗感染源。
另一个更具创新性的应用是开发含有合成粘蛋白的咀嚼片。这种"暴露前预防"产品专门针对前往沙门氏菌和其他腹泻疾病高发地区的旅行者。传统的旅行者腹泻预防主要依赖饮食控制和抗生素预防，但效果有限且存在副作用。基于粘蛋白的预防策略有望提供更安全有效的选择。
惠勒强调了这种预防性策略的优势："粘蛋白模拟物作为预防剂特别有效，因为这正是人体进化粘液的目的——作为先天免疫系统的一部分来预防感染。"
重新认识人体免疫防线
这项研究是里贝克实验室在粘液免疫功能领域十年深耕的最新成果。在过去的研究中，该团队已经识别出能够对抗霍乱弧菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌等多种病原体的粘蛋白机制。这些发现正在改变科学界对人体免疫系统的认知。
传统观点认为粘液主要起物理阻挡作用，就像一道黏性的屏障阻止病原体接触人体细胞。然而，最新研究揭示了粘液的生化活性远比想象中复杂。粘蛋白分子实际上是高度复杂的生物大分子，具有精密的结构和特定的生物学功能。
这些发现对于理解感染性疾病的发病机制具有重要意义。研究表明，在小鼠模型中，沙门氏菌倾向于感染粘液屏障较薄或缺失的胃肠道区域。这提示了一种新的治疗策略：通过人工补充保护性粘蛋白来加强天然防御薄弱的部位。
随着全球抗生素耐药性问题日益严重，基于天然免疫机制的新型治疗策略显得尤为重要。粘蛋白疗法不仅避免了抗生素的副作用，还能够利用人体已经进化完善的防御系统，有望成为对抗感染性疾病的新武器。
未来的研究将重点关注如何优化合成粘蛋白的结构和功能，以及如何将这些发现转化为实际的临床产品。考虑到食源性疾病在全球范围内造成的巨大健康和经济负担，这项研究的成功转化有望产生深远的社会影响。
来源：人工智能学家