您可能听说过这样一种观点：肠道和皮肤中栖息着一群微生物（包括真菌、细菌和病毒），它们对维持健康至关重要。但您是否知道，您的眼睛也栖息着一个独特的微生物群落？它们合称眼部微生物组。当这些微生物失衡时（某些类型过多或过少），眼部疾病可能随之出现。
近期一项研究表明，细菌生活在眼表面并刺激保护性免疫，科学家们开始发现可被利用的微生物因素，从而研发针对多种眼部疾病的创新疗法，例如干眼症、干燥综合征和角膜瘢痕。未来或许可以对细菌进行基因改造，用于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。我对这一领域产生兴趣，是因为人类只有两只眼睛，而了解细菌如何影响免疫力，或许是避免多达100万次眼部感染就医的关键，并可节省仅在美国每年就达1.74亿美元。
眼部微生物组
谈到微生物组，大多数科学家通常首先想到肠道，这也理所应当；研究人员认为，一个结肠可以容纳超过10万亿个细菌。尽管如此，目前人们越来越关注微生物组在其他部位的影响，包括皮肤，以及细菌极少的区域，如肺部、阴道和眼睛。
在过去十年中，微生物组在眼部健康中的作用一直存在争议。科学家们曾认为，健康的眼睛缺乏有组织的微生物组。研究表明，来自空气、双手或眼睑边缘的细菌可能存在于眼表面；然而，许多人认为这些微生物只是被持续流动的泪液冲走或杀死。
直到最近，科学家们才得出结论：眼睛确实栖息着一个“核心”微生物组，其组成似乎取决于年龄、地理区域、种族、佩戴隐形眼镜以及疾病状态。“核心”微生物仅限于四个细菌属：葡萄球菌属、类白喉菌、丙酸杆菌属和链球菌属。除这些细菌外，TT病毒（torque teno virus）与某些眼内疾病有关，同样属于核心微生物组的成员，因为其存在于65%健康个体的眼表面。
这表明，医生在开具抗生素时应更深入地考虑微生物组的风险与益处。抗生素可能会杀死对眼睛有益的细菌。
一项历时十余年的近期研究纳入了美国超过34万名患者，作者发现60%的急性结膜炎病例使用了抗生素治疗（红眼病）。但病毒感染是红眼病最常见的病因，且无法用抗生素治疗。更令人惊讶的是，即使由细菌引起的病例，也往往无需干预即可在7–10天内自行消退。众所周知，过度或不当使用抗生素会破坏微生物组，导致感染、自身免疫，甚至癌症。
发现一种定植于眼部的微生物
在过去十年中，评估眼部微生物组与疾病关系的研究大幅增长。这些研究产生了海量数据，但其中大多数是相关性研究。这意味着某些细菌已与某些疾病建立联系，例如干燥综合征或细菌性角膜炎。然而，这些细菌是否真正导致这些疾病，目前仍不清楚。
在我任职于美国国家眼科研究所期间，我利用小鼠研究眼表面的细菌能否刺激免疫反应，以保护眼睛免受致盲病原体的侵害，如细菌铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeuruginosa）。
2016年，眼部免疫学家Rachel Caspi与我一起在美国国家眼科研究所工作，我们推测有保护作用的细菌生活在眼睛附近或眼表面。事实上，我们发现了一种常驻细菌，乳腺炎棒状杆菌 Corynebacterium mastitidis（C. mast），它能刺激免疫细胞产生并释放抗菌因子，将有害微生物杀死于泪液中。
通过一系列实验，卡斯皮实验室得以首次证明了因果关系，存在于，存在于C. mast与保护性免疫反应之间。每当C. mast出现在眼表面时，小鼠对两种已知可导致失明的细菌更具抵抗力：白色念珠菌（Candida albicans）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeuruginosa）。
现在，在我的实验室中，我们希望利用C. mast与眼部免疫之间的这种关系，开发新型疗法以预防感染，并可能针对干眼症等更广泛的疾病。
通过微生物工程改善眼部健康
研发此类疗法的第一步是弄清细菌如何定植于眼睛。为此，我的实验室正与匹兹堡大学的坎贝尔实验室合作，该实验室拥有全国最广泛的人类眼部细菌收藏之一。借助我们独特的小鼠实验体系和先进的基因分析，我们可以利用这一微生物文库，开始识别微生物定植于眼表面所需的特定因素。
随后，我们与UPMC眼科中心的眼科医生和验光师合作，开始分析健康与患病患者眼内的免疫特征。我们希望将该技术用作一种新的诊断工具，以针对引起疾病的微生物，而不是立即使用会连同有益微生物一并杀死的广谱抗生素进行治疗。
最后，我们更宏大的目标之一，是对定植于眼部的细菌进行基因工程改造，使其成为长期递送载体，将药物输送至眼表面。在肠道中，已有研究表明基因改造细菌可以缓解结肠炎等疾病。
我们希望这种新型“prob-eye-otic”疗法能够分泌免疫调节因子，从而缓解与干眼症等病症相关的症状，该病每年影响约美国400万人。
该领域仍在发展，医生在能够利用眼部微生物组对抗疾病之前，仍有许多需要学习。但或许有一天，您不再只是向干涩的眼睛滴入眼药水，而是滴入一种含有某些细菌的溶液，这些细菌将定植于您的眼睛，并分泌您身体所缺乏的润滑剂和其他因子。敬请期待。
