我們的眼球表面生長著成千上萬的微生物！或許有助于我們研究眼部疾??！

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來源：細胞

2019-08-15

你可能很熟悉這樣一種觀點，你的腸道和皮膚是微生物--真菌、細菌和病毒--的家園，這些微生物對保持你的健康至關重要。但是你知道你的眼睛里也有一群獨特的微生物嗎？它們合在一起被稱為眼睛微生物群。當這些微生物失衡時，某些類型的微生物過多或過少，就會出現眼部疾病。

最近的一項研究表明，細菌生活在眼睛表面，并刺激保護性免疫，科學家們開始發(fā)現微生物因素，可以利用這些因素為一系列眼疾創(chuàng)造創(chuàng)新療法，如干眼癥、干燥綜合征和角膜瘢痕。也許有一天，人類可以利用細菌來治療眼疾。

作為研究眼睛如何預防感染的免疫學家，Tony St. Leger之所以對這一領域感興趣，是因為人類只有兩只眼睛，而了解細菌如何影響免疫可能是避免多達100萬人次因眼部感染就診的關鍵，而且僅在美國每年就能節(jié)省1.74億美元。

眼睛中的微生物

當討論微生物群時，大多數科學家通常想到的是腸道，這是理所當然的；研究人員認為一個結腸可以容納超過10萬億的細菌。也就是說，現在更多的注意力集中在微生物對其他部位的影響上，包括皮膚和細菌很少的區(qū)域，如肺、陰道和眼睛。

在過去的十年里，微生物群在眼睛健康中的作用是有爭議的?？茖W家認為健康的眼睛缺少有組織的微生物群。研究表明，空氣、手或眼瞼邊緣的細菌可能存在于眼睛上；然而，許多人認為這些微生物只是被持續(xù)不斷的眼淚殺死或沖走了。

直到最近，科學家們才得出結論，眼睛確實有一個"核心"微生物群，它似乎與年齡、地理區(qū)域、種族、隱形眼鏡佩戴情況和疾病狀況有關。"核心"僅限于葡萄球菌、白喉類、丙酸桿菌和鏈球菌四屬。除了這些細菌外，圓環(huán)病毒(與一些眼內疾病有關)也被認為是核心微生物群的成員，因為它存在于65%的健康個體的眼睛表面。

這表明醫(yī)生在開抗生素處方時應該更深入地考慮微生物群的風險和益處。抗生素可以殺死對眼睛有益的細菌。

在最近一項跨越十多年、包括美國34萬多名患者的研究中，作者發(fā)現，60%的急性結膜炎(粉紅眼)患者使用抗生素治療。但是病毒感染是最可能導致粉紅眼睛的原因，并且不能用抗生素治療。更令人震驚的是，即使是由細菌引起的病例，也常常在7-10天內無需干預就能痊愈。眾所周知，過量或不當使用抗生素會破壞微生物群，導致感染、自身免疫甚至癌癥。

發(fā)現一種眼睛定植的微生物

在過去的十年里，評估眼部微生物群和疾病的研究蓬勃發(fā)展。他們已經生成了大量的數據，但大多數都是相關的。這意味著某些細菌與某些疾病有關，如干燥綜合征或細菌性角膜炎。然而，這些細菌是否會導致這些疾病還不得而知。

在美國國家眼科研究所(National Eye Institute)工作期間，Leger用老鼠來識別眼睛表面的細菌是否能夠刺激免疫反應，以保護眼睛免受致盲病原體的侵害，比如綠膿桿菌(Pseudomonas aeuruginosa)。

2016年，美國國家眼科研究所(National Eye Institute)的眼部免疫學家Rachel Caspi和Leger假設，保護性細菌就生活在眼睛附近或眼睛上。事實上，他們發(fā)現了一種常駐細菌，Corynebacterium mastitidis (C. mast)，它刺激免疫細胞產生并釋放抗菌因子，進入眼淚殺死有害微生物。

通過一系列的實驗，Caspi實驗室首次證明了C. mast與保護性免疫反應之間的因果關系。當C. mast出現在眼睛表面時，小鼠對兩種已知致盲細菌更有抵抗力：白色念珠菌和綠膿桿菌。

現在，在Leger的實驗室里，研究人員想利用C. mast和眼睛免疫之間的這種關系，開發(fā)新的治療方法來預防感染，并可能針對更廣泛的疾病，如干眼癥。

改造微生物以改善眼睛健康

開發(fā)這種療法的第一步是弄清楚細菌是如何在眼睛里繁殖的。為此，Leger的實驗室正在與匹茲堡大學的坎貝爾實驗室合作，該實驗室擁有美國范圍最廣泛的人類眼部細菌收藏之一。通過獨特的小鼠實驗裝置和先進的基因分析，研究人員可以利用這個微生物庫開始確定微生物在眼睛表面定居所需的特定因素。

隨后，研究人員與UPMC眼科中心的眼科醫(yī)生和驗光師一起開始分析健康和疾病患者眼睛內的免疫信號。在這方面，研究人員希望利用這項技術作為一種針對引起疾病的微生物的新的診斷工具，而不是立即用廣譜抗生素治療感染，因為廣譜抗生素也會殺死有益的微生物。

最后，研究人員的一個更崇高的目標是通過基因工程改造眼睛定植細菌，使其成為眼睛表面的長期運載工具。在腸道中，轉基因細菌已被證明可以緩解結腸炎等疾病。

研究人員希望這種新的"準眼癥"療法能夠發(fā)揮作用，分泌免疫調節(jié)因子，從而限制與干眼癥等病癥相關的癥狀。在美國，每年約有400萬人受到干眼癥的影響。

在這個正在發(fā)展的領域，在醫(yī)生開始操縱眼部微生物群對抗疾病之前，還有很多東西需要學習。但也許有一天，你將不再只是往干澀的眼睛里噴眼藥水，而是在溶液中噴入一些細菌，這些細菌會在你的眼睛里定植，分泌潤滑劑和身體缺少的其他因素。

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