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你的肠道中和皮肤上存在各种各样的微生物——真菌、细菌和病毒,或许对眼表细菌的研究

时间:2019-10-25 12:03

新华社北京6月25日新媒体专电 美国趣味科学网站6月22日刊登作者是美国匹兹堡大学眼科学和免疫学助理教授托尼·莱杰的文章,题为《为什么你的眼睛表面生活着如此多的细菌》。文章摘编如下:

我们的肠道和皮肤不仅仅属于我们,它们也是微生物的家园——真菌、细菌和病毒——正确配置的体内微生物群落对保持健康至关重要。但估计你不晓得,我们的眼睛里也生活着独特的微生物。

你可能熟悉这样一种概念:你的肠道中和皮肤上存在各种各样的微生物——真菌、细菌和病毒,它们对于维持身体的健康至关重要。但你是否知道,你的眼睛上也寄生着独有的各种微生物?它们被集中称为“眼表微生物组”。当这些微生物失去平衡时,眼睛疾病就可能出现。

它们被统称为眼部微生物组。当这些微生物失衡——某类变得太多或太少时——就可能引发眼疾。

在讨论微生物组的时候,大多数科学家通常会想到肠道,这是理所当然的:研究人员认为,一部结肠内可以容纳超过10万亿个细菌。

新研究显示,眼表的细菌会激活人体的保护性免疫过程,科学家们开始寻找微生物因子,利用它们为干眼病、干燥综合征和角膜瘢痕等一系列眼部疾病开发出创新疗法。。

在过去10年中,微生物组在眼部健康中的作用是有争议的。科学家们曾认为健康的眼睛不存在有组织的微生物组。有研究显示,空气中、手上或眼睑边缘的细菌可能存在于眼睛上;不过许多人相信,这些微生物会轻易地被不断流动的泪水杀死或冲走。

人类只有两只眼睛,它们异常宝贵且脆弱,或许对眼表细菌的研究,可以减少超100万次的眼科就诊数量,这仅在美国每年就能节省1.74亿美元。

直到最近,科学家们才得出了这样的结论,即眼睛中确实含有一个“核心”微生物组,它似乎取决于年龄、地理区域、种族、隐形眼镜的佩戴和疾病状况。这个“核心”局限于葡萄球菌、类白喉杆菌、痤疮丙酸杆菌和链球菌4种细菌。除了这些细菌之外,与某些眼内疾病有关的细环病毒也被当作核心微生物组的成员,因为它存在于65%健康人的眼睛表面。

过去十年中,关于微生物组在眼部健康方面的作用始终存在争议。科学家认为健康的眼睛里没有成系统的微生物群落。研究表明,眼球上存在来自于空气、手或眼睑边缘的细菌;然而,许多人认为这些微生物会被持续的眼泪杀死或冲走。

这表明,医生们在开具抗生素处方时,应该更深入地考虑药物对于微生物组的风险和益处。抗生素可能会杀死对于眼睛有益的细菌。

直到最近,科学家们才得出结论,眼睛里确实含有“核心”微生物组,这种微生物组似乎受宿主的年龄、地理区域、种族、隐形眼镜磨损和疾病状态的制约。

在最近一项历时十多年、涵盖美国超过34万名患者的研究中,研究人员发现,抗生素被用于治疗60%的急性结膜炎患者。但病毒感染是导致红眼病的最有可能的原因,并且无法用抗生素治疗。更令人震惊的是,即便是细菌引起的感染病例在不加干预的情况下通常也会在7到10天内得到消除。

“核心”细菌类型仅含葡萄球菌、类白喉杆菌,丙酸杆菌和链球菌4个属。除了这些细菌之外,与一些眼内疾病有关的细环病毒torque teno virus也被认为是核心微生物组的成员,因为它存在于65%健康个体的眼球上。

在过去10年中,评价眼表微生物组和疾病的研究大量增加。它们产生了海量数据,但其中的大部分是关联的。这意味着,某些细菌已经被认为与某些疾病有关,例如干燥综合征或细菌性角膜炎。不过,这些细菌是否将导致这些疾病仍然不得而知。

所以,在开处方抗生素时,眼科医生应该更深入地评估风险和收益:抗生素也会杀死对眼睛有益的细菌。

2016年,美国国家眼科研究所的眼睛免疫学家蕾切尔·卡斯皮和笔者推测在眼球周围或眼球上生活着保护性细菌。事实上,我们发现了一种名为乳腺炎棒状杆菌的常驻细菌,它会刺激免疫细胞生成并释放杀死有害微生物的抗菌因子。

最近公布了一项跨越十多年的研究,里面分析了美国超340000名患者的病例信息;作者发现,在60%的急性结膜炎病例中,使用到了抗生素。

通过一系列的实验,卡斯皮的实验室得以首次证明了存在于乳腺炎棒状杆菌与保护性免疫反应之间的某种因果关系。每当眼球表面存在乳腺炎棒状杆菌时,实验鼠对两种已知会导致失明的细菌类型——白色念珠菌和绿脓杆菌——的抵抗力会较强一些。

但病毒感染是导致红眼病的最可能原因,而抗生素无法对抗病毒。更值得关注的是,甚至由细菌引起的结膜炎通常在7-10天内无需干预即可自行消退。而滥用抗生素的危害,早已是众所周知的事实。

现在,在笔者的实验室里,我们希望利用乳腺炎棒状杆菌与眼部免疫之间的这种关系,开发出一些新颖的疗法,以预防感染,并有可能把目标瞄准像干眼症之类更为普遍的疾病。

在过去十年中,我们知道某些细菌与特定的眼科疾病相关,如斯耶格伦综合征或细菌性角膜炎。然而,现在仍不清楚,是否是细菌引发了疾病。

2016年,国家眼科研究所的眼科免疫学家Rachel Caspi找到了匹兹堡大学眼科学和免疫学助理教授Tony St. Leger所预言存在的保护性有益菌。实际上,我们发现了一种眼部常驻细菌,即乳杆菌(Corynebacterium mastitidis),它可以刺激免疫细胞产生和释放杀死有害微生物的抗菌因子。

在一系列实验里,每当C. mast存在于眼表时,小鼠对已知会致失明的两种细菌的抵抗力更强:白色念珠菌和铜绿假单胞菌。

匹兹堡大学的坎贝尔实验室与其他机构合作——该实验室收录的人类眼部细菌数量为美国之最——希望开发出预防和治疗眼部疾病的微生物方法。

只要我们通过动物实验和遗传分析,识别出微生物定殖在眼球上所需的特定因子,就可以让UPMC眼科中心的医生和验光师,分析出健康和患者眼内的免疫特征。然后寻找出针对性的抗菌药物,而非使用光谱抗生素。

更高一层的目标,就是通过基因工程学,制造出更加有益的细菌。在针对肠道疾病的临床实验里,基因工程微生物已被证明,可以大大缓解结肠炎等病症。

我们希望新的“prob-eye-otic”疗法能够分泌免疫调节因子,限制与干眼病等疾病相关的症状——干眼症每年影响到约400万美国人。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议发布。

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