眼睛有一系列微生物生活在表面，保持健康。 photoJS / Shutterstock.com
您可能熟悉这样的想法，即您的肠道和皮肤是一系列微生物的家园 - 真菌，细菌和病毒 - 对于保持健康至关重要。 但是你知道你的眼睛还有一个独特的微生物吗？ 它们一起被称为眼部微生物组。 当这些微生物失去平衡 - 某些类型的太多或太少时 - 可能会出现眼部疾病。
最近的一项研究显示细菌生活在眼睛和眼睛的表面 刺激保护性免疫科学家们开始发现可以利用微生物因子为一系列眼部疾病创造创新疗法 干眼症, 干燥综合症 和 角膜瘢痕。 有一天，有可能设计细菌来治疗人类的眼部疾病。
我是一名免疫学家 研究眼睛如何预防感染。 我开始对这个领域感兴趣，因为人类只有两只眼睛，了解细菌如何影响免疫可能是避免1万次访问医生眼睛感染和保存的关键 仅在美国每年就可以获得174百万美元.
眼部微生物组
在讨论微生物组时，大多数科学家通常会想到肠道，当之无愧; 研究人员认为一个结肠可以 港口超过10万亿细菌。 话虽这么说，现在更多的注意力集中在微生物组对其他站点的影响，包括 皮肤和细菌很少的区域，如 肺部, 阴道 和 眼睛.
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在过去十年中，微生物组的作用 在眼部健康方面存在争议。 科学家认为健康的眼睛缺乏有组织的微生物组。 研究表明，眼睛上可能存在来自空气，手或眼睑边缘的细菌; 然而，许多人认为这些微生物被持续不断的流泪简单地杀死或冲走。
戴隐形眼镜会改变眼部微生物组。 Andrey_Popov / Shutterstock.com
直到最近，科学家才得出结论认为，眼睛确实含有一种似乎依赖的“核心”微生物组 年龄，地理区域，种族， 隐形眼镜磨损 和疾病状态。 “核心”仅限于四个细菌属 葡萄球菌, 白喉, 丙酸 和 链球菌. 除了这些细菌，扭矩还有病毒与一些眼内疾病有关的，也被认为是核心微生物组的成员，因为它存在于65％健康个体的眼睛表面上。
这表明医生在处方抗生素时应该更深入地思考微生物组的风险和益处。 抗生素可以杀死对眼睛有益的细菌。
在最近的一项跨越十多年的研究中，作者发现了这一研究，其中包括超过美国的340,000患者 抗生素用于治疗60％的急性结膜炎 （粉红眼）病例。 但病毒感染是导致红眼病的最可能原因，并且不能用抗生素治疗。 更引人注目的，甚至是由细菌引起的病例 在没有干预的情况下解决7-10天。 众所周知，过量或不适当的抗生素使用会破坏微生物组，导致 感染, 自身免疫 乃至 癌症.
发现眼睛定植的微生物
在过去十年中，评估眼部微生物组和疾病的研究蓬勃发展。 他们已经生成了大量的数据，但大部分是相关的。 这意味着某些细菌与某些疾病有关，例如 干燥综合症 or 细菌性角膜炎。 然而，这些细菌是否引起这些疾病仍然是未知数。
在我的时间 国立眼科研究所，我用老鼠来识别眼睛表面的细菌是否能刺激免疫反应，保护眼睛不受细菌等致盲病原体的伤害。 Pseudomonas aeuruginosa.
C.桅杆 生活在老鼠眼表面的细菌（绿色）。 Tony St. Leger, 创用CC BY-SA
在2016，眼科免疫学家 雷切尔卡斯皮 在国家眼科研究所，我假设保护性细菌生活在眼睛附近或眼睛上。 的确，我们发现了一种常驻细菌， 棒状杆菌（Corynebacterium mastitidis） (C.桅杆），刺激免疫细胞产生和释放杀死有害微生物进入眼泪的抗菌因子。
通过一系列实验， 卡斯皮实验室 能 首次表现出因果关系 之间 C.桅杆 和保护性免疫反应。 每当 C.桅杆 在眼睛表面存在，小鼠对已知导致失明的两种细菌更具抵抗力： 白色念珠菌 和 Pseudomonas aeuruginosa.
现在， 在我的实验室里，我们想利用这种关系 C.桅杆 和眼部免疫力，以开发新的疗法，以预防感染，并可能针对更广泛的疾病，如干眼病。
设计微生物以改善眼睛健康
治疗干眼症的未来疗法可能含有微生物，这些微生物被设计为活在眼睛上并提供治疗化学品。 Timonina / Shutterstock.com
开发此类疗法的第一步是弄清楚细菌如何定植于眼睛。 为此，我的实验室正在与之合作 坎贝尔实验室 在匹兹堡大学，该大学收藏了该国最广泛的人类眼部细菌。 通过我们独特的小鼠实验装置和先进的遗传分析，我们可以利用这种微生物库开始识别微生物定殖在眼睛表面所需的特定因子。
然后，与眼科医生和验光师一起 UPMC眼科中心，我们开始分析健康和患病患者眼中的免疫特征。 在这里，我们希望利用这项技术作为一种新的诊断工具，针对导致疾病的微生物，而不是立即用广谱抗生素治疗感染，这些抗生素也会杀死好的微生物。
最后，我们的一个更高目标是对眼睛定植细菌进行基因工程，作为眼睛表面的长期运载工具。 在肠道中，已经证明转基因细菌 缓解结肠炎等疾病.
我们希望这种新的“prob-eye-otic”疗法能够分泌免疫调节因子，从而限制与此类疾病相关的症状。 干眼症，影响到周围 4在美国的百万人 每年。
在这个发展中的领域，在医生开始操纵眼部微生物组来对抗疾病之前，还有很多东西需要学习。 但是有一天也许不仅仅是将眼药水喷射到干眼中，你会喷出含有一些细菌的溶液，这些细菌将会滋生你的眼睛并分泌润滑剂和你身体缺失的其他因素。 敬请关注。
关于作者
Tony St. Leger，眼科和免疫学助理教授， 美国匹兹堡大学
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