眼睛有一系列微生物生活在表面，保持健康。 photoJS / Shutterstock.com
您可能熟悉這樣的想法，即您的腸道和皮膚是一系列微生物的家園 - 真菌，細菌和病毒 - 對於保持健康至關重要。 但是你知道你的眼睛還有一個獨特的微生物嗎？ 它們一起被稱為眼部微生物組。 當這些微生物失去平衡 - 某些類型的太多或太少時 - 可能會出現眼部疾病。
最近的一項研究顯示細菌生活在眼睛和眼睛的表面 刺激保護性免疫科學家們開始發現可以利用微生物因子為一系列眼部疾病創造創新療法 乾眼症, 乾燥綜合症 和 角膜瘢痕。 有一天，有可能設計細菌來治療人類的眼部疾病。
我是一名免疫學家 研究眼睛如何預防感染。 我開始對這個領域感興趣，因為人類只有兩隻眼睛，了解細菌如何影響免疫可能是避免1萬次訪問醫生眼睛感染和保存的關鍵 僅在美國每年就可以獲得174百萬美元.
眼部微生物組
在討論微生物組時，大多數科學家通常會想到腸道，當之無愧; 研究人員認為一個結腸可以 港口超過10萬億細菌。 話雖這麼說，現在更多的注意力集中在微生物組對其他站點的影響，包括 和細菌很少的區域，如 肺, 陰道 和 眼睛.
在過去十年中，微生物組的作用 在眼部健康方面存在爭議。 科學家認為健康的眼睛缺乏有組織的微生物組。 研究表明，眼睛上可能存在來自空氣，手或眼瞼邊緣的細菌; 然而，許多人認為這些微生物被持續不斷的流淚簡單地殺死或沖走。
戴隱形眼鏡會改變眼部微生物組。 Andrey_Popov / Shutterstock.com
直到最近，科學家才得出結論認為，眼睛確實含有一種似乎依賴的“核心”微生物組 年齡，地理區域，種族， 隱形眼鏡磨損 和疾病狀態。 “核心”僅限於四個細菌屬 葡萄球菌, 白喉, 丙酸 和 鏈球菌. 除了這些細菌，扭矩還有病毒與一些眼內疾病有關的，也被認為是核心微生物組的成員，因為它存在於65％健康個體的眼睛表面上。
這表明醫生在處方抗生素時應該更深入地思考微生物組的風險和益處。 抗生素可以殺死對眼睛有益的細菌。
在最近的一項跨越十多年的研究中，作者發現了這一研究，其中包括超過美國的340,000患者 抗生素用於治療60％的急性結膜炎 （粉紅眼）病例。 但病毒感染是導致紅眼病的最可能原因，並且不能用抗生素治療。 更引人注目的，甚至是由細菌引起的病例 在沒有乾預的情況下解決7-10天。 眾所周知，過量或不適當的抗生素使用會破壞微生物組，導致 感染, 自身免疫 乃至 癌症.
發現眼睛定植的微生物
在過去十年中，評估眼部微生物組和疾病的研究蓬勃發展。 他們已經生成了大量的數據，但大部分是相關的。 這意味著某些細菌與某些疾病有關，例如 乾燥綜合症 or 細菌性角膜炎。 然而，這些細菌是否引起這些疾病仍然是未知數。
在我的時間 國家眼科研究所，我用老鼠來識別眼睛表面的細菌是否能刺激免疫反應，保護眼睛不受細菌等致盲病原體的傷害。 Pseudomonas aeuruginosa.
C.桅杆 生活在老鼠眼表面的細菌（綠色）。 Tony St. Leger, CC BY-SA
在2016，眼科免疫學家 雷切爾卡斯皮 在國家眼科研究所，我假設保護性細菌生活在眼睛附近或眼睛上。 的確，我們發現了一種常駐細菌， 棒狀桿菌（Corynebacterium mastitidis） (C.桅杆），刺激免疫細胞產生和釋放殺死有害微生物進入眼淚的抗菌因子。
通過一系列實驗， 卡斯皮實驗室 能 首次表現出因果關係 之間 C.桅杆 和保護性免疫反應。 每當 C.桅杆 在眼睛表面存在，小鼠對已知導致失明的兩種細菌更具抵抗力： 白色念珠菌 和 Pseudomonas aeuruginosa.
現在， 在我的實驗室裡，我們想利用這種關係 C.桅杆 和眼部免疫力，以開發新的療法，以預防感染，並可能針對更廣泛的疾病，如乾眼病。
設計微生物以改善眼睛健康
治療乾眼症的未來療法可能含有微生物，這些微生物被設計為活在眼睛上並提供治療化學品。 Timonina / Shutterstock.com
開發此類療法的第一步是弄清楚細菌如何定植於眼睛。 為此，我的實驗室正在與之合作 坎貝爾實驗室 在匹茲堡大學，該大學收藏了該國最廣泛的人類眼部細菌。 通過我們獨特的小鼠實驗裝置和先進的遺傳分析，我們可以利用這種微生物庫開始識別微生物定殖在眼睛表面所需的特定因子。
然後，與眼科醫生和驗光師一起 UPMC眼科中心，我們開始分析健康和患病患者眼中的免疫特徵。 在這裡，我們希望利用這項技術作為一種新的診斷工具，針對導致疾病的微生物，而不是立即用廣譜抗生素治療感染，這些抗生素也會殺死好的微生物。
最後，我們的一個更高目標是對眼睛定植細菌進行基因工程，作為眼睛表面的長期運載工具。 在腸道中，已經證明轉基因細菌 緩解結腸炎等疾病.
我們希望這種新的“prob-eye-otic”療法能夠分泌免疫調節因子，從而限制與此類疾病相關的症狀。 乾眼症，影響到周圍 4在美國的百萬人 每年。
在這個發展中的領域，在醫生開始操縱眼部微生物組來對抗疾病之前，還有很多東西需要學習。 但是有一天也許不僅僅是將眼藥水噴射到干眼中，你會噴出含有一些細菌的溶液，這些細菌將會滋生你的眼睛並分泌潤滑劑和你身體缺失的其他因素。 敬請關注。
關於作者
Tony St. Leger，眼科和免疫學助理教授， 美國匹茲堡大學
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