宫颈黏液：维护阴道健康的 “隐形卫士”—— 基于器官芯片技术的新发现

细菌性阴道炎（BV）严重影响女性生殖健康，其发病机制却尚不明确。研究人员利用器官芯片技术，探索宫颈黏液对阴道健康的作用。结果发现，宫颈黏液能抑制 BV 相关微生物群生长、减轻炎症和上皮损伤，为 BV 治疗和诊断提供新方向。

　　在女性的生殖健康领域，细菌性阴道炎（BV）如同一个 “难缠的敌人”，频繁地侵扰着众多女性。它不仅会导致阴道出现各种不适症状，还与多种严重的健康问题紧密相连，比如增加性传播感染的风险，让女性更容易受到病毒、细菌的侵害；引发盆腔炎，影响盆腔内器官的正常功能；甚至可能造成不孕不育，剥夺女性成为母亲的权利，以及增加早产、母婴感染的几率，威胁着新生命的健康。然而，尽管 BV 如此常见且危害巨大，其背后的发病机制却如同迷雾一般，让医学研究者们难以捉摸，目前也缺乏有效的治疗和诊断手段。

为了揭开 BV 的神秘面纱，来自哈佛大学维斯生物启发工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University）等机构的研究人员，踏上了探索之旅。他们开展了一项极具创新性的研究，利用器官芯片技术，深入探究宫颈黏液在维持阴道健康方面的重要作用，尤其是它与 BV 之间千丝万缕的联系。最终，他们的研究成果发表在了《npj Women's Health》杂志上，为女性生殖健康领域带来了新的曙光。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是器官芯片技术，他们构建了人类阴道芯片（Vagina Chip）和宫颈芯片（Cervix Chip），这两种芯片能够高度模拟女性生殖器官的生理环境，为研究提供了理想的实验平台。其次，通过蛋白质组分析技术，对芯片中的蛋白质进行深入研究，以揭示宫颈黏液影响阴道健康的分子机制。此外，还采用了微生物培养和细胞实验等方法，观察细菌生长和细胞变化情况。

下面让我们来看看具体的研究结果：

1. 宫颈芯片黏液对阴道芯片先天免疫的调节：研究人员收集宫颈芯片的黏液，将其灌注到阴道芯片中。结果发现，与没有黏液的对照组相比，含有黏液的阴道芯片中多种促炎细胞因子，如白细胞介素 1α（IL - 1α）、IL - 1β 和巨噬细胞炎性蛋白 - 1β（MIP1β）的分泌显著减少，同时抗炎细胞因子 IL - 10 的产生增加。这表明宫颈上皮分泌的黏液能直接影响阴道上皮，抑制细胞因子的产生，调节阴道的免疫反应。
2. 宫颈黏液对阴道芯片中失调阴道微生物群的调节：研究人员在阴道芯片中接种了与 BV 相关的微生物群（BVC1），同时加入或不加入宫颈芯片的黏液。结果显示，宫颈黏液能够抑制微生物群在阴道上皮的定植和生长，减少非粘附和粘附细菌的数量，降低具有线索细胞样外观的阴道上皮细胞数量，同时增加阴道上皮细胞的活力，下调多种促炎细胞因子的表达。这说明宫颈黏液可以调节阴道微生物群，减轻炎症反应，保护阴道上皮免受损伤。
3. 宫颈芯片黏液对阴道加德纳菌（G. vaginalis）生长的抑制：研究人员通过实验发现，阴道加德纳菌在宫颈芯片黏液中能够生长，但在经过阴道芯片灌注的相同黏液或缺乏关键营养物质的 HBSS 中，生长受到抑制。即使在添加了 50% 细菌肉汤提供最佳营养条件下，阴道加德纳菌在暴露于宫颈芯片黏液的阴道芯片流出物中仍然生长受限。这表明宫颈芯片产生的黏液成分能诱导阴道芯片细胞表达抑制阴道加德纳菌生长的因子。
4. 宫颈芯片黏液改变阴道分泌组：通过蛋白质组学分析，研究人员发现，与未处理的阴道芯片流出物相比，暴露于宫颈芯片黏液的阴道芯片流出物中，有 103 种蛋白质的表达发生了显著变化，其中 64 种表达增加，39 种表达减少。进一步分析发现，这些差异表达的蛋白质涉及多种功能，如钙通道抑制、细胞外基质（ECM）调节、炎症调节等，可能与抑制阴道加德纳菌生长、调节免疫反应有关。此外，还发现一些与男性生殖系统相关的蛋白质表达上调，这可能与 BV 和不孕之间的关联有关。同时，暴露于宫颈黏液的阴道芯片还增强了潜在抗菌蛋白 PLAU 和 WASF2 的产生。
5. 外泌体作为宫颈黏液对阴道芯片影响的潜在介质：研究人员通过 STRING 分析发现，在暴露于宫颈芯片黏液的阴道芯片流出物中，差异表达的蛋白质中有很大一部分与外泌体有关。外泌体在细胞间通讯中发挥着重要作用，可能参与调节阴道的免疫反应和组织修复，影响细菌的粘附和生长。
6. 宫颈阴道抗菌肽的鉴定：研究人员在宫颈芯片和阴道芯片的流出物中鉴定出 12 种抗菌肽，其中 6 种在两种芯片中都存在，1 种仅在阴道芯片中产生，5 种仅在宫颈芯片中产生。这些抗菌肽具有多种抗菌功能，可能参与维持阴道的微生物平衡。
7. 不同宫颈供体的黏液特征和免疫反应比较：研究人员比较了来自两个不同宫颈供体的黏液样本，发现它们的黏液糖蛋白浓度和细胞因子蛋白水平相似，对细菌生长的抑制效果也相当，但阴道上皮的先天免疫反应略有不同。这表明不同个体的宫颈黏液可能存在一定差异，但总体上都对阴道健康有保护作用。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：宫颈黏液在维持阴道健康、预防与 BV 相关的变化中起着至关重要的作用。它能够抑制失调微生物群的生长，减轻炎症和上皮细胞损伤。研究中还鉴定出了多种可能作为监测女性生殖道健康的临床生物标志物的蛋白质和抗菌肽，为 BV 的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。此外，研究还揭示了外泌体在宫颈 - 阴道组织间通讯和免疫保护中的潜在作用。

这项研究具有重要的意义。它不仅为我们深入理解阴道微生物群失调的机制提供了新的视角，还为开发针对 BV 的靶向治疗和诊断工具开辟了新的途径。通过识别高风险的 BV 复发患者，医生可以制定更个性化的治疗方案，预防并发症的发生。然而，研究也存在一些局限性，如未纳入免疫细胞，样本仅来自单一供体等。未来还需要进一步研究，以评估调节这些潜在分子介质对维持健康阴道微生物平衡的影响，从而为女性生殖健康提供更全面、更有效的保障。