الميكروبيوم هو مصطلح شامل لجميع الكائنات الحية الدقيقة وموادها الوراثية الموجودة في بيئة معينة 4). يشير الميكروبيوم السطحي للعين (OSM) إلى مجتمع البكتيريا والفطريات والفيروسات التي تعيش بشكل طبيعي على الملتحمة والقرنية 2). تعتبر النباتات الميكروبية للجفون والرموش جزءًا من ميكروبيوم الجلد.
سطح العين السليم يحتوي على كمية قليلة جدًا من الكائنات الحية الدقيقة مقارنة بأسطح الجسم الأخرى والأغشية المخاطية، ويُوصف بأنه “فقير الميكروبات” 4). يتم الكشف عن حوالي 0.05 بكتيريا لكل خلية ملتحمة، وهو ما يعادل حوالي 1/150 من جلد الوجه أو الغشاء المخاطي للفم 4). ترجع هذه الكمية المنخفضة من الميكروبات إلى الضغط الانتقائي للإنزيمات المضادة للبكتيريا في الدموع (الليزوزيم واللاكتوفيرين والدفينسين) وآليات الإزالة الفيزيائية عن طريق الرمش وانعكاس الدموع 4).
تمنع الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية على سطح العين استعمار الكائنات المسببة للأمراض بشكل تنافسي، وتساهم أيضًا في نضوج وتنظيم المناعة المحلية 1)2). يُطلق على اختلال هذا التوازن اسم خلل التوازن الميكروبي (dysbiosis)، وقد تم الإبلاغ عن ارتباطه بأمراض العيون المختلفة.
لم يتم بعد تحديد تعريف دقيق لـ “الميكروبيوم الأساسي” (مجموعة الكائنات الحية الدقيقة الشائعة في بيئة معينة) في الوقت الحالي 4). التحديات التقنية في البيئات منخفضة الكتلة الحيوية وتنوع البيانات تجعل التوحيد القياسي صعبًا.
الميكروبيوم السطحي للعين هو مجموع البكتيريا والفطريات والفيروسات التي تعيش بشكل طبيعي على الملتحمة والقرنية. يشارك في الحفاظ على التوازن والدفاع ضد مسببات الأمراض، ويرتبط اختلال توازنه (dysbiosis) بالعديد من أمراض العيون. راجع قسم “علم وظائف الأعضاء المرضية” للحصول على التفاصيل.
في بيانات مجمعة من 5 دراسات باستخدام التسلسل العشوائي للميتاجينوم، تشكل البكتيريا في المتوسط 91% من الكائنات الدقيقة على سطح العين، والفيروسات في المتوسط 5%، والفطريات والكائنات حقيقية النواة الأخرى في المتوسط 4% 4).
البكتيريا
الشعائب الرئيسية الثلاث: المتقلبات (متوسط 45%)، الشعاويات (متوسط 23%)، والمستقيمات (متوسط 19%). يتم اكتشافها باستمرار بغض النظر عن الطريقة 4).
الأجناس الأكثر وفرة: الوتدية (تم اكتشافها في 17/18 دراسة، متوسط مرجح 11%). تليها الزائفة والمكورة العنقودية والمكورة العقدية والسينتوباكتر 4).
طريقة الزرع: المكورات العنقودية سلبية التخثر (CNS) هي الأكثر عزلاً، تليها الوتدية والبروبيونية 3).
الفيروسات
فيروس تورك تينو (TTV): الفيروس الأكثر هيمنة على سطح العين. يتم اكتشافه في 86.3% من الملتحمة السليمة 4).
العاثيات البكتيرية: فيروسات تصيب البكتيريا وتنظم كثافة وتوزيع التجمعات البكتيرية 4).
أخرى: يتم اكتشاف MSRV وHERV-K (الفيروسات القهقرية الداخلية البشرية) وMCV وHPV بتردد منخفض 4).
الفطريات
الشعبتان الرئيسيتان: الدعاميات (متوسط 78.67%) والزقييات (متوسط 19.54%) 4).
الفطريات الأساسية: الملاسيزية (74.65%) موجودة في أكثر من 80% من جميع الأفراد. تليها الرودوتورولا والدافيدييلا والرشاشية والبديلية 4).
مسببات الأمراض الانتهازية: الفيوزاريوم والرشاشية والملاسيزية وغيرها موجودة أيضًا في العيون السليمة.
يرتبط اضطراب الميكروبيوم السطحي للعين بالعديد من أمراض العين. فيما يلي الأمراض الرئيسية والتغيرات في الجراثيم.
| المرض | الأجناس البكتيرية المتزايدة | الأجناس البكتيرية المتناقصة |
|---|---|---|
| التهاب القرنية الجرثومي | Streptococcus · Pseudomonas | — |
| خلل غدة ميبوم | Staphylococcus · Sphingomonas | Corynebacterium |
| متلازمة ستيفنز جونسون | Pseudomonas · Acinetobacter | — |
في ملتحمة مرضى متلازمة ستيفنز جونسون (SJS)، يكون معدل إيجابية الزرع 60%، وهو أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بـ 10% لدى الأصحاء 3). أبلغ تسلسل 16S rRNA عن زيادة في التنوع ألفا وزيادة في Lactobacillus و Bacteroides و Pseudomonas و Staphylococcus و Acinetobacter 3).
الميكروبيوم الملتحمي لدى مرضى السكري أكثر تنوعًا من الأصحاء، مع زيادة في Acinetobacter وهيمنة Proteobacteria 5).
العوامل التي تغير تكوين الميكروبيوم على سطح العين متعددة.
باستخدام العدسات اللاصقة، يزداد عدد البكتيريا الجلدية مثل Pseudomonas و Acinetobacter على سطح العين، بينما تقل الجراثيم الطبيعية. تعمل العدسات كوسيلة لنقل الميكروبات الجلدية إلى العين، مما قد يزيد من خطر التهاب القرنية الميكروبي.
طريقة الزراعة التقليدية لها تاريخ طويل، لكن حساسيتها منخفضة. نسبة إيجابية الزراعة لسطح العين السليم تبلغ 10-13% فقط 3). تتميز طريقة الزراعة بقدرتها على اكتشاف البكتيريا الحية فقط، لكنها لا تستطيع اكتشاف معظم البكتيريا صعبة الزراعة والفيروسات والفطريات 4).
هي طريقة يتم فيها تضخيم جين 16S rRNA بواسطة PCR ثم تسلسله 4). يمكنها اكتشاف تنوع أكبر بثلاث مرات من طريقة الزراعة 3). لكنها تستهدف البكتيريا فقط، ولا تستطيع اكتشاف الفيروسات والفطريات. قد يؤثر انحياز تضخيم PCR على النتائج 4).
هي طريقة يتم فيها تجزئة كل الحمض النووي في العينة ثم تسلسله. يمكنها اكتشاف البكتيريا والفيروسات والفطريات والعتائق في وقت واحد، كما تتيح تحليل الملف الوظيفي 4). لكن في البيئات منخفضة الكتلة الحيوية، يصبح التلوث بالشظايا القصيرة (بما في ذلك التلوث من مجموعة استخراج الحمض النووي المسماة “kitome”) مشكلة 4).
فيما يلي ملخص لخصائص كل طريقة.
| الطريقة | الهدف | المزايا والقيود |
|---|---|---|
| الزراعة | البكتيريا الحية فقط | حساسية منخفضة (نسبة إيجابية 10-13%) |
| 16S rRNA | البكتيريا فقط | حساسية عالية لكن مع انحياز PCR |
| البندقية | جميع الميكروبات | شامل لكنه عرضة للتلوث |
في العينات منخفضة الكتلة الحيوية، من الضروري إزالة الحمض النووي للمضيف (depletion) أو تركيز الميكروبيوم. يمكن أن يؤدي التحلل الانتقائي للخلايا المضيفة إلى زيادة المحتوى النسبي للحمض النووي البكتيري حتى 10 أضعاف 4). في المستقبل، من المطلوب وضع بروتوكولات موحدة تشمل ضوابط إيجابية وسلبية 4).
لا يوجد حاليًا علاج مثبت يستهدف بشكل خاص خلل التوازن الميكروبي لسطح العين. تنقسم الإدارة الحالية إلى تحسين نمط الحياة والتدخلات قيد البحث.
هناك تقارير تفيد بأن البروبيوتيك الفموي يحسن إفراز الدموع وTBUT في جفاف العين، لكنها نتائج بحثية وليست علاجًا قياسيًا. يُقترح أن التنظيم المناعي عبر محور الأمعاء-العين هو آلية العمل. راجع قسم “علم الأمراض الفسيولوجي” للحصول على التفاصيل.
يتم الحفاظ على توازن سطح العين من خلال آليات دفاع متعددة الطبقات2)4).
الدفاع الفيزيائي والكيميائي
رمش العين وانعكاس الدموع: إزالة الميكروبات ميكانيكيًا4).
بروتينات الدموع المضادة للميكروبات: الليزوزيم واللاكتوفيرين والميوسين والدفينسين تثبط نمو البكتيريا4). 9% من بروتيوم الدموع يشارك في الوظيفة المضادة للميكروبات4).
الوصلات المحكمة الظهارية: تشكل الوصلات المحكمة بين خلايا ظهارة القرنية والملتحمة حاجزًا فيزيائيًا2).
الدفاع المناعي
CALT: النسيج اللمفاوي المرتبط بالملتحمة. بنية جريبية تحتوي على خلايا شجرية وخلايا B وخلايا T، وتقوم بكل من التحمل المناعي والمراقبة المناعية2).
IgA الإفرازي: تنتجه خلايا بلازما منتجة للـIgA في الغدة الدمعية والملتحمة. يثبط التصاق الميكروبات الممرضة ويغلف الميكروبات المتعايشة بطريقة غير التهابية2).
خلايا γδT وخلايا MAIT وخلايا NKT: توجد في الظهارة كخلايا T غير تقليدية، وتقوم بالربط بين المناعة الفطرية والتكيفية2).
الوتدية mastitidis هي بكتيريا غير ممرضة توجد بشكل متكرر على سطح العين 2). تحفز هذه البكتيريا خلايا γδT في الملتحمة لإفراز IL-17 و IL-22 2).
تتمركز TLR2 و TLR4 و TLR5 في الخلايا الظهارية للقرنية داخل الخلايا على مستوى الخلايا الجناحية والقاعدية، وليس على السطح 2). يحافظ هذا التموضع الاستراتيجي على حالة “السكون المناعي” (immunosilence) التي تمنع حدوث تفاعل التهابي غير ضروري عند ملامسة البكتيريا الطبيعية 2). عند تلف الظهارة، يتم تنشيط مستقبلات TLR هذه وتبدأ سلسلة الالتهاب النهائية.
تم اقتراح المسارات التالية التي من خلالها يؤدي خلل الجراثيم المعوية إلى أمراض سطح العين 2):
في النماذج الحيوانية، يُظهر سطح عين الفئران الخالية من الجراثيم انخفاضًا في كثافة الخلايا الكأسية وتلفًا ظهاريًا، ويتحسن ذلك بزرع البراز 5).
الوتدية mastitidis هي بكتيريا غير ممرضة تحفز خلايا γδT في الملتحمة لإفراز IL-17 و IL-22. يؤدي ذلك إلى إنتاج الببتيدات المضادة للميكروبات، وتجنيد العدلات، وتقوية الحاجز الظهاري، مما يمنع استعمار مسببات الأمراض.
قارن Kittipibul وآخرون (2021) الميكروبيوم الملتحمي لـ 20 عينًا من مرضى متلازمة ستيفنز جونسون و20 عينًا من الأصحاء 3). باستخدام طريقة الزراعة، كانت 60% من عينات مجموعة ستيفنز جونسون إيجابية مقابل 10% في المجموعة الصحية. حدد تسلسل 16S rRNA الميكروبيوم الأساسي لمجموعة ستيفنز جونسون كـ Pseudoalteromonadaceae وVibrionaceae وBurkholderiaceae وEnterobacteriaceae. كانت درجة شدة المرض أعلى بشكل ملحوظ في المجموعة الإيجابية للزراعة (p=0.016).
أبلغ Peter وآخرون (2023) عن العلاقة بين الميكروبيوم السطحي للعين السليمة وبروتيوم الدموع 4). من بين 2172 بروتينًا في الدموع، كان 9% منها مرتبطًا بوظائف مضادة للميكروبات. يُعتبر مسار استقلاب الأحماض الأمينية نقطة اتصال بين بكتيريا سطح العين وتكوين الدموع، ويُقترح أن Corynebacterium قد يساهم في استقلاب الأحماض الأمينية.
العاثيات البكتيرية هي منظمات رئيسية للتجمعات البكتيرية، ويجري النظر في تطبيقاتها العلاجية كبديل للمضادات الحيوية 4). تم اكتشاف عاثيات من عائلة Siphoviridae على سطح العين أيضًا، مما قد يجعلها أهدافًا علاجية مستقبلية 4).
يجري دراسة علاج أمراض سطح العين من خلال تعديل ميكروبيوم الأمعاء 2). تُجرى تجارب سريرية لـ FMT على مرضى متلازمة شوغرن، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح العلاقة الفيزيولوجية المرضية بين ميكروبيوم الأمعاء وسطح العين 5).
من الضروري وضع بروتوكولات تحليلية موحدة في البيئات منخفضة الكتلة الحيوية 4). من المتوقع أن يؤدي التحليل متعدد الطبقات الذي يدمج علم الميتاجينوميات والبروتيوميات والأيض إلى تعميق الفهم الوظيفي للميكروبيوم السطحي للعين 3).
