以下文章经 The Conversation许可转载， The Conversation是一家报道最新研究的在线出版物。
您可能熟悉这样的观点，即您的肠道和皮肤是微生物（真菌、细菌和病毒）的家园，这些微生物对于保持您的健康至关重要。但是您知道您的眼睛也寄生着独特的微生物群吗？它们共同被称为眼部微生物群。当这些微生物失衡时——某些类型的微生物过多或过少——可能会出现眼部疾病。
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最近一项研究表明，细菌生活在眼睛表面，并刺激保护性免疫，科学家们开始发现可以利用的微生物因素，以创建治疗一系列眼部疾病的创新疗法，如干眼症、干燥综合征和角膜瘢痕。有一天，工程改造细菌来治疗人类眼部疾病可能成为现实。
我是一名免疫学家，研究眼睛如何预防感染。我对这个领域感兴趣是因为人类只有两只眼睛，了解细菌如何影响免疫力可能是避免高达 100 万人次因眼部感染而去看医生，并节省美国每年 1.74 亿美元的关键。
眼部微生物群
在讨论微生物群时，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，一个结肠可以容纳超过 10 万亿个细菌。话虽如此，现在越来越多的注意力集中在微生物群对其他部位的影响，包括皮肤，以及细菌非常少的区域，如肺、阴道和眼睛。
在过去的十年中，微生物群在眼部健康中的作用一直存在争议。科学家们认为，健康的眼睛缺乏有组织的微生物群。研究表明，来自空气、手或眼睑边缘的细菌可能存在于眼睛上；然而，许多人认为这些微生物只是被眼泪的持续流动杀死或冲走。
直到最近，科学家们才得出结论，眼睛确实寄生着一个“核心”微生物群，这似乎取决于年龄、地理区域、种族、隐形眼镜佩戴和疾病状态。“核心”微生物群仅限于四种细菌属：葡萄球菌属、棒状杆菌属、丙酸杆菌属和链球菌属。除了这些细菌外，与一些眼内疾病有关的 torque teno 病毒也被认为是核心微生物群的成员，因为它存在于 65% 健康个体眼睛的表面。
这表明医生在开抗生素时应更深入地考虑微生物群的风险和益处。抗生素可能会杀死对眼睛有益的细菌。
最近一项跨越十年、包括美国超过 34 万名患者的研究中，作者发现抗生素被用于治疗 60% 的急性结膜炎（红眼病）病例。但病毒感染是红眼病最可能的原因，抗生素无法治疗。更令人惊讶的是，即使是细菌引起的病例，通常也会在7-10 天内自行消退，无需干预。众所周知，过度或不当使用抗生素会破坏微生物群，导致感染、自身免疫甚至癌症。
发现一种眼部定植微生物
在过去的十年中，评估眼部微生物群和疾病的研究蓬勃发展。它们产生了大量数据，但其中大部分是相关的。这意味着某些细菌已与某些疾病联系起来，如干燥综合征或细菌性角膜炎。然而，这些细菌是否是导致这些疾病的原因仍然未知。
在美国国家眼科研究所工作期间，我使用小鼠来确定眼睛表面的细菌是否可以刺激免疫反应，以保护眼睛免受致盲病原体（如细菌铜绿假单胞菌）的侵害。
2016 年，美国国家眼科研究所的眼科免疫学家 瑞秋·卡斯皮 和我假设，保护性细菌生活在眼睛附近或眼睛上。事实上，我们发现了一种常驻细菌，乳突棒状杆菌 (C. mast)，它可以刺激免疫细胞产生并释放抗菌因子，从而杀死眼泪中的有害微生物。
通过一系列实验，卡斯皮实验室 能够首次证明 C. mast 与保护性免疫反应之间存在因果关系。每当眼睛表面存在 C. mast 时，小鼠对已知会导致失明的两种细菌（白色念珠菌 和 铜绿假单胞菌）的抵抗力更强。
现在，在我的实验室，我们希望利用 C. mast 与眼部免疫之间的这种关系，开发新的疗法来预防感染，并可能针对更广泛的疾病，如干眼症。
工程改造微生物以改善眼部健康
开发此类疗法的第一步是弄清楚细菌如何在眼睛中定植。为此，我的实验室正在与匹兹堡大学的坎贝尔实验室合作，该实验室拥有美国最广泛的人眼细菌库之一。凭借我们独特的小鼠实验装置和先进的遗传分析，我们可以利用这个微生物库开始识别微生物在眼睛表面定植所需的特定因素。
然后，我们与 UPMC 眼科中心的眼科医生和验光师合作，开始分析健康和患病患者眼睛内的免疫特征。我们希望在这里使用这项技术作为一种新的诊断工具，以靶向引起疾病的微生物，而不是立即使用广谱抗生素治疗感染，因为广谱抗生素也会杀死有益的微生物。
最后，我们更远大的目标之一是基因工程改造眼部定植细菌，使其充当眼睛表面的长期递送载体。在肠道中，基因改造细菌已被证明可以缓解结肠炎等疾病。
我们希望这种新的“益眼菌”疗法能够分泌免疫调节因子，从而限制与干眼症等疾病相关的症状，干眼症每年影响大约美国 400 万人。
在这个发展中的领域，在医生开始操纵眼部微生物群来对抗疾病之前，还有很多东西需要学习。但也许有一天，您将不再只是将滴眼液滴入干燥的眼睛，而是将含有一些细菌的溶液滴入眼睛，这些细菌将在您的眼睛中定植并分泌您身体所缺少的润滑剂和其他因子。敬请期待。
本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。