माइक्रोबायोम किसी विशेष वातावरण में मौजूद सभी सूक्ष्मजीवों और उनकी आनुवंशिक सामग्री का सामूहिक नाम है4)। नेत्र सतह माइक्रोबायोम (OSM) कंजंक्टिवा और कॉर्निया पर रहने वाले बैक्टीरिया, कवक और वायरस के समुदाय को संदर्भित करता है2)। पलकों और पलकों के बालों के माइक्रोबायोटा को त्वचा माइक्रोबायोम का हिस्सा माना जाता है।
स्वस्थ नेत्र सतह में अन्य शरीर सतहों और श्लेष्मा झिल्लियों की तुलना में बहुत कम सूक्ष्मजीव होते हैं, और इसे ‘पॉसीमाइक्रोबियल’ कहा जाता है4)। प्रति कंजंक्टिवल कोशिका लगभग 0.05 बैक्टीरिया पाए जाते हैं, जो चेहरे की त्वचा या मौखिक श्लेष्मा का लगभग 150वां हिस्सा है4)। यह कम सूक्ष्मजीव मात्रा आंसुओं में जीवाणुरोधी एंजाइमों (लाइसोजाइम, लैक्टोफेरिन, डिफेंसिन) द्वारा चयनात्मक दबाव और पलक झपकने और आंसू प्रतिवर्त द्वारा भौतिक निष्कासन तंत्र के कारण होती है4)।
नेत्र सतह के सामान्य सूक्ष्मजीव रोगजनक सूक्ष्मजीवों के उपनिवेशण को प्रतिस्पर्धात्मक रूप से रोकते हैं और स्थानीय प्रतिरक्षा की परिपक्वता और नियमन में योगदान करते हैं1)2)। इस संतुलन के टूटने को डिस्बायोसिस कहा जाता है, और यह विभिन्न नेत्र रोगों से जुड़ा हुआ है।
ध्यान दें कि ‘कोर माइक्रोबायोम’ (किसी विशेष वातावरण में सामान्य रूप से मौजूद सूक्ष्मजीव समूह) की सटीक परिभाषा वर्तमान में स्थापित नहीं है4)। कम बायोमास वातावरण में तकनीकी चुनौतियाँ और डेटा में भिन्नता मानकीकरण को कठिन बनाती है।
नेत्र सतह माइक्रोबायोम कंजंक्टिवा और कॉर्निया पर रहने वाले बैक्टीरिया, कवक और वायरस का समूह है। यह होमियोस्टेसिस के रखरखाव और रोगजनकों से बचाव में शामिल है, और इसके संतुलन के टूटने (डिस्बायोसिस) को कई नेत्र रोगों से जोड़ा गया है। अधिक जानकारी के लिए ‘पैथोफिजियोलॉजी’ अनुभाग देखें।
मेटाजीनोम शॉटगन अनुक्रमण द्वारा पांच अध्ययनों के एकीकृत आंकड़ों में, नेत्र सतह के सूक्ष्मजीवों का औसतन 91% जीवाणु, औसतन 5% वायरस, और औसतन 4% कवक और अन्य यूकेरियोट्स होते हैं 4).
जीवाणु
तीन प्रमुख संघ : प्रोटियोबैक्टीरिया (औसत 45%), एक्टिनोबैक्टीरिया (औसत 23%), फर्मीक्यूट्स (औसत 19%)। विधि की परवाह किए बिना लगातार पाए जाते हैं 4).
सबसे प्रचुर वंश : कोरिनेबैक्टीरियम (17/18 अध्ययनों में पाया गया, भारित औसत 11%)। इसके बाद स्यूडोमोनास, स्टैफिलोकोकस, स्ट्रेप्टोकोकस और एसिनेटोबैक्टर आते हैं 4).
संवर्धन विधि : कोगुलेज़-नेगेटिव स्टैफिलोकोकी (CNS) सबसे अधिक पृथक किए जाते हैं, इसके बाद कोरिनेबैक्टीरियम और प्रोपियोनिबैक्टीरियम आते हैं 3).
वायरस
TTV (टॉर्क टेनो वायरस) : नेत्र सतह पर सबसे प्रमुख वायरस। स्वस्थ कंजंक्टिवा के 86.3% में पाया जाता है 4).
बैक्टीरियोफेज : जीवाणु-संक्रामक वायरस, जो जीवाणु आबादी के घनत्व और वितरण को नियंत्रित करते हैं 4).
अन्य : MSRV, HERV-K (मानव अंतर्जात रेट्रोवायरस), MCV, HPV कम आवृत्ति पर पाए जाते हैं 4).
कवक
दो प्रमुख संघ : बेसिडियोमाइकोटा (औसत 78.67%) और एस्कोमाइकोटा (औसत 19.54%) 4).
मुख्य कवक : मालासेज़िया (74.65%) 80% से अधिक विषयों में मौजूद। इसके बाद रोडोटोरुला, डेविडिएला, एस्परजिलस और अल्टरनेरिया आते हैं 4).
अवसरवादी रोगजनक : फ्यूजेरियम, एस्परजिलस, मालासेज़िया आदि स्वस्थ आंखों में भी मौजूद होते हैं।
नेत्र सतह माइक्रोबायोम में गड़बड़ी कई नेत्र रोगों से जुड़ी होती है। नीचे प्रमुख रोग और जीवाणु वनस्पति में परिवर्तन दर्शाए गए हैं।
| रोग | बढ़ने वाले जीवाणु वंश | घटने वाले जीवाणु वंश |
|---|---|---|
| जीवाणु कॉर्नियल अल्सर (बैक्टीरियल केराटाइटिस) | स्ट्रेप्टोकोकस, स्यूडोमोनास | — |
| मेइबोमियन ग्रंथि की शिथिलता | स्टैफिलोकोकस, स्फिंगोमोनास | कोरिनेबैक्टीरियम |
| स्टीवंस-जॉनसन सिंड्रोम | स्यूडोमोनास, एसिनेटोबैक्टर | — |
स्टीवंस-जॉनसन सिंड्रोम (SJS) के रोगियों के कंजंक्टिवा में कल्चर पॉजिटिविटी दर 60% होती है, जो स्वस्थ व्यक्तियों के 10% की तुलना में काफी अधिक है 3)। 16S rRNA अनुक्रमण में अल्फा विविधता में वृद्धि और लैक्टोबैसिलस, बैक्टेरॉइड्स, स्यूडोमोनास, स्टैफिलोकोकस और एसिनेटोबैक्टर में वृद्धि की सूचना दी गई है 3)।
मधुमेह के रोगियों का कंजंक्टिवल माइक्रोबायोम स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में अधिक विविधता दिखाता है, जिसमें Acinetobacter में वृद्धि और Proteobacteria का प्रभुत्व देखा जाता है5)।
नेत्र सतह माइक्रोबायोम की संरचना को बदलने वाले कारक विविध हैं।
कॉन्टैक्ट लेंस पहनने से नेत्र सतह पर Pseudomonas और Acinetobacter जैसे त्वचा संबंधी जीवाणु बढ़ जाते हैं, और सामान्य सहजीवी जीवाणु कम हो जाते हैं। लेंस त्वचा के सूक्ष्मजीवों को आंख में स्थानांतरित करने का माध्यम बन सकते हैं, जिससे माइक्रोबियल केराटाइटिस का खतरा बढ़ सकता है।
पारंपरिक संवर्धन विधि का लंबा इतिहास है, लेकिन इसकी संवेदनशीलता कम है। स्वस्थ नेत्र सतह पर संवर्धन की सकारात्मकता दर केवल 10-13% है 3)। संवर्धन विधि का लाभ यह है कि यह केवल जीवित जीवाणुओं का पता लगा सकती है, लेकिन यह अधिकांश कठिन-से-संवर्धित जीवाणुओं, वायरस और कवक का पता नहीं लगा सकती 4)।
यह एक विधि है जिसमें PCR प्रवर्धन के बाद 16S rRNA जीन का अनुक्रमण किया जाता है 4)। यह संवर्धन विधि की तुलना में तीन गुना से अधिक विविधता का पता लगा सकती है 3)। हालांकि, यह केवल जीवाणुओं को लक्षित करती है और वायरस या कवक का पता नहीं लगा सकती। PCR प्रवर्धन पूर्वाग्रह परिणामों को प्रभावित कर सकता है 4)।
यह विधि नमूने में सभी DNA को खंडित करके अनुक्रमित करती है। यह एक साथ जीवाणु, वायरस, कवक और आर्किया का पता लगा सकती है, और कार्यात्मक प्रोफाइल का विश्लेषण भी संभव है 4)। हालांकि, कम बायोमास वातावरण में छोटे खंडों का संदूषण (DNA निष्कर्षण किट से उत्पन्न संदूषण, जिसे ‘kitome’ कहा जाता है) एक समस्या है 4)।
प्रत्येक विधि की विशेषताएँ नीचे संक्षेप में दी गई हैं।
| विधि | लक्ष्य | लाभ/सीमाएँ |
|---|---|---|
| संवर्धन विधि | केवल जीवित जीवाणु | कम संवेदनशीलता (सकारात्मकता दर 10-13%) |
| 16S rRNA | केवल जीवाणु | उच्च संवेदनशीलता लेकिन PCR पूर्वाग्रह |
| शॉटगन | सभी सूक्ष्मजीव | व्यापक लेकिन संदूषण के प्रति संवेदनशील |
कम बायोमास वाले नमूनों में मेजबान डीएनए को हटाना (डिप्लीशन) या माइक्रोबायोम संवर्धन आवश्यक है। चयनात्मक मेजबान कोशिका लसीका सापेक्ष जीवाणु डीएनए सामग्री को 10 गुना तक बढ़ा सकती है4)। भविष्य में सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रण सहित मानकीकृत प्रोटोकॉल की स्थापना की आवश्यकता है4)।
नेत्र सतह माइक्रोबायोम के डिस्बायोसिस को विशेष रूप से लक्षित करने वाला कोई स्थापित उपचार वर्तमान में मौजूद नहीं है। वर्तमान प्रबंधन जीवनशैली में सुधार और अनुसंधान चरण के हस्तक्षेपों में विभाजित है।
कुछ रिपोर्टों में बताया गया है कि मौखिक प्रोबायोटिक्स ड्राई आई में अश्रु स्राव और TBUT में सुधार करते हैं, लेकिन ये अनुसंधान चरण के निष्कर्ष हैं, मानक उपचार नहीं। आंत-नेत्र अक्ष के माध्यम से प्रतिरक्षा नियमन को क्रियाविधि के रूप में प्रस्तावित किया गया है। विवरण के लिए “पैथोफिजियोलॉजी” अनुभाग देखें।
नेत्र सतह का होमियोस्टेसिस बहुस्तरीय रक्षा तंत्रों द्वारा बनाए रखा जाता है2)4)।
भौतिक और रासायनिक रक्षा
पलक झपकना और अश्रु प्रतिवर्त : सूक्ष्मजीवों को यांत्रिक रूप से हटाता है4)।
जीवाणुरोधी अश्रु प्रोटीन : लाइसोजाइम, लैक्टोफेरिन, म्यूसिन और डिफेंसिन जीवाणु वृद्धि को रोकते हैं4)। अश्रु प्रोटीओम का 9% जीवाणुरोधी कार्य में शामिल है4)।
उपकला टाइट जंक्शन : कॉर्निया और कंजंक्टिवा की उपकला कोशिकाओं के बीच टाइट जंक्शन भौतिक अवरोध बनाते हैं2)।
प्रतिरक्षात्मक रक्षा
CALT : कंजंक्टिवा से संबद्ध लसीका ऊतक। डेंड्रिटिक कोशिकाओं, B कोशिकाओं और T कोशिकाओं वाली कूपिक संरचनाएँ, जो प्रतिरक्षा सहिष्णुता और प्रतिरक्षा निगरानी दोनों करती हैं2)।
स्रावी IgA : अश्रु ग्रंथि और कंजंक्टिवा में IgA उत्पादक प्लाज्मा कोशिकाओं द्वारा निर्मित। रोगजनकों के आसंजन को रोकता है और सहजीवी जीवाणुओं को गैर-भड़काऊ रूप से ढकता है2)।
γδT कोशिकाएँ, MAIT कोशिकाएँ, NKT कोशिकाएँ : उपकला में उपस्थित अपरंपरागत T कोशिकाएँ, जो जन्मजात और अनुकूली प्रतिरक्षा के बीच सेतु का काम करती हैं2)।
कोरिनेबैक्टीरियम मैस्टिटिडिस एक गैर-रोगजनक सामान्य वनस्पति है जो अक्सर नेत्र सतह पर पाई जाती है 2)। यह जीवाणु कंजंक्टिवा के γδT कोशिकाओं को उत्तेजित करके IL-17 और IL-22 के स्राव को प्रेरित करता है 2)।
कॉर्नियल उपकला के TLR2, TLR4 और TLR5 सतह पर नहीं बल्कि पंख कोशिकाओं और बेसल कोशिकाओं के स्तर पर अंतःकोशिकीय रूप से स्थानीयकृत होते हैं 2)। यह रणनीतिक स्थान सामान्य वनस्पति के संपर्क में आने पर अनावश्यक सूजन प्रतिक्रिया को रोककर ‘प्रतिरक्षा मौन’ (immunosilence) की स्थिति बनाए रखता है 2)। जब उपकला क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो ये TLR सक्रिय हो जाते हैं और अधोप्रवाही सूजन कैस्केड शुरू हो जाता है।
आंत माइक्रोबायोटा की असामान्यता द्वारा नेत्र सतह रोगों को प्रेरित करने के लिए निम्नलिखित मार्ग प्रस्तावित हैं 2):
पशु मॉडलों में, अजैविक चूहों की नेत्र सतह गॉब्लेट कोशिका घनत्व में कमी और उपकला क्षति दिखाती है, जो मल प्रत्यारोपण से सुधर जाती है 5)।
C. mastitidis एक गैर-रोगजनक सामान्य वनस्पति है जो कंजंक्टिवा के γδT कोशिकाओं को उत्तेजित करके IL-17 और IL-22 के स्राव को प्रेरित करता है। इससे रोगाणुरोधी पेप्टाइड्स का उत्पादन, न्यूट्रोफिल का आकर्षण और उपकला बाधा का सुदृढ़ीकरण होता है, जिससे रोगजनकों का उपनिवेशण रुक जाता है।
किट्टीपिबुल एट अल. (2021) ने स्टीवंस-जॉनसन सिंड्रोम के 20 आँखों और स्वस्थ 20 आँखों के कंजंक्टिवल माइक्रोबायोम की तुलना की 3)। कल्चर विधि में, स्टीवंस-जॉनसन सिंड्रोम समूह के 60% सकारात्मक थे, जबकि स्वस्थ समूह में 10% थे। 16S rRNA अनुक्रमण ने स्टीवंस-जॉनसन सिंड्रोम समूह के कोर माइक्रोबायोम के रूप में Pseudoalteromonadaceae, Vibrionaceae, Burkholderiaceae और Enterobacteriaceae की पहचान की। कल्चर-पॉजिटिव समूह में रोग गंभीरता स्कोर काफी अधिक था (p = 0.016)।
पीटर एट अल. (2023) ने स्वस्थ नेत्र सतह माइक्रोबायोम और अश्रु प्रोटीओम के बीच संबंध की सूचना दी 4)। 2172 अश्रु प्रोटीनों में से 9% जीवाणुरोधी कार्य में शामिल थे। अमीनो एसिड चयापचय मार्ग को नेत्र सतह जीवाणुओं और अश्रु संरचना के बीच संपर्क बिंदु के रूप में देखा जाता है, और सुझाव दिया गया है कि Corynebacterium अमीनो एसिड चयापचय में योगदान दे सकता है।
बैक्टीरियोफेज जीवाणु आबादी के प्रमुख नियामक हैं, और एंटीबायोटिक दवाओं के विकल्प के रूप में उनके चिकित्सीय अनुप्रयोग पर विचार किया जा रहा है 4)। नेत्र सतह पर भी Siphoviridae परिवार के फेज पाए गए हैं, जो भविष्य में चिकित्सीय लक्ष्य बन सकते हैं 4)।
आंत माइक्रोबायोटा के हेरफेर के माध्यम से नेत्र सतह रोगों के उपचार पर शोध किया जा रहा है 2)। Sjögren सिंड्रोम के रोगियों में FMT के नैदानिक परीक्षण चल रहे हैं, लेकिन आंत माइक्रोबायोटा और नेत्र सतह के बीच पैथोफिजियोलॉजिकल संबंध को स्पष्ट करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है 5)।
कम बायोमास वातावरण में मानकीकृत विश्लेषण प्रोटोकॉल की स्थापना तत्काल आवश्यक है 4)। मेटाजीनोमिक्स, प्रोटीओमिक्स और मेटाबोलॉमिक्स को एकीकृत करने वाला बहु-स्तरीय विश्लेषण नेत्र सतह माइक्रोबायोम की कार्यात्मक समझ को गहरा करने की उम्मीद है 3)।
