ไมโครไบโอม (microbiome) เป็นคำรวมสำหรับจุลินทรีย์ทั้งหมดและสารพันธุกรรมของพวกมันที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมหนึ่ง 4) ไมโครไบโอมบนผิวตา (OSM) หมายถึงชุมชนของแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัสที่อาศัยอยู่ตามปกติบนเยื่อบุตาและกระจกตา 2) จุลินทรีย์บนเปลือกตาและขนตาถือเป็นส่วนหนึ่งของไมโครไบโอมผิวหนัง
ผิวตาที่แข็งแรงมีปริมาณจุลินทรีย์น้อยมากเมื่อเทียบกับพื้นผิวร่างกายและเยื่อเมือกอื่นๆ และถูกเรียกว่า “paucimicrobial” (มีจุลินทรีย์น้อย) 4) ตรวจพบแบคทีเรียประมาณ 0.05 ตัวต่อเซลล์เยื่อบุตา ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 1/150 ของผิวหน้าหรือเยื่อบุช่องปาก 4) ปริมาณจุลินทรีย์ที่ต่ำนี้เกิดจากแรงกดดันในการคัดเลือกจากเอนไซม์ต้านแบคทีเรียในน้ำตา (ไลโซไซม์ แลคโตเฟอร์ริน ดีเฟนซิน) และกลไกการกำจัดทางกายภาพผ่านการกระพริบตาและการสะท้อนน้ำตา 4)
จุลินทรีย์ปกติบนผิวตาจะยับยั้งการตั้งรกรากของจุลินทรีย์ก่อโรคโดยการแข่งขัน และยังมีส่วนช่วยในการเจริญเติบโตและควบคุมภูมิคุ้มกันเฉพาะที่ 1)2) ความไม่สมดุลนี้เรียกว่า dysbiosis (ความผิดปกติของจุลินทรีย์) และมีรายงานว่าสัมพันธ์กับโรคตาต่างๆ
ยังไม่มีการกำหนดคำจำกัดความที่แน่ชัดของ “ไมโครไบโอมหลัก” (กลุ่มจุลินทรีย์ที่พบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมหนึ่ง) ในปัจจุบัน 4) ความท้าทายทางเทคนิคในสภาพแวดล้อมที่มีมวลชีวภาพต่ำและความแปรปรวนของข้อมูลทำให้การกำหนดมาตรฐานเป็นเรื่องยาก
ไมโครไบโอมบนผิวตาคือองค์รวมของแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัสที่อาศัยอยู่ตามปกติบนเยื่อบุตาและกระจกตา มีส่วนร่วมในการรักษาสมดุลของร่างกายและการป้องกันเชื้อโรค และความไม่สมดุลของมัน (dysbiosis) สัมพันธ์กับโรคตาหลายชนิด ดูรายละเอียดในหัวข้อ “พยาธิสรีรวิทยา”
ในข้อมูลรวมจาก 5 การศึกษาที่ใช้การหาลำดับเมทาจีโนมแบบช็อตกัน แบคทีเรียคิดเป็นเฉลี่ย 91% ของจุลินทรีย์บนผิวตา ไวรัสเฉลี่ย 5% และเชื้อราและยูคาริโอตอื่นๆ เฉลี่ย 4% 4).
แบคทีเรีย
สามไฟลัมหลัก: โพรทีโอแบคทีเรีย (เฉลี่ย 45%), แอคติโนแบคทีเรีย (เฉลี่ย 23%) และเฟอร์มิคิวตีส (เฉลี่ย 19%) ตรวจพบได้อย่างสม่ำเสมอโดยไม่ขึ้นกับวิธีการ 4).
สกุลที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด: คอรีนีแบคทีเรียม (ตรวจพบใน 17/18 การศึกษา ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก 11%) ตามด้วยซูโดโมแนส สแตฟิโลค็อกคัส สเตรปโตค็อกคัส และอะซิเนโทแบคเตอร์ 4).
วิธีการเพาะเชื้อ: สแตฟิโลค็อกคัสที่ให้ผลลบต่อโคอะกูเลส (CNS) ถูกแยกได้มากที่สุด ตามด้วยคอรีนีแบคทีเรียมและโพรพิโอไนแบคทีเรียม 3).
ไวรัส
ทีทีวี (ทอร์คเทโนไวรัส): ไวรัสที่เด่นที่สุดบนผิวตา ตรวจพบในเยื่อบุตาปกติ 86.3% 4).
แบคทีริโอฟาจ: ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรียและควบคุมความหนาแน่นและการกระจายของประชากรแบคทีเรีย 4).
อื่นๆ: MSRV, HERV-K (รีโทรไวรัสภายในของมนุษย์), MCV และ HPV ตรวจพบด้วยความถี่ต่ำ 4).
เชื้อรา
สองไฟลัมหลัก: เบซิดิโอไมโคตา (เฉลี่ย 78.67%) และแอสโคไมโคตา (เฉลี่ย 19.54%) 4).
เชื้อราหลัก: มาลาสซีเซีย (74.65%) พบในมากกว่า 80% ของอาสาสมัครทั้งหมด ตามด้วยโรโดทูรูลา ดาวิดิเอลลา แอสเปอร์จิลลัส และอัลเทอร์นาเรีย 4).
เชื้อก่อโรคฉวยโอกาส: ฟิวซาเรียม แอสเปอร์จิลลัส มาลาสซีเซีย และอื่นๆ ก็พบในตาปกติเช่นกัน.
ความผิดปกติของไมโครไบโอมบนผิวตาสัมพันธ์กับโรคตาหลายชนิด ด้านล่างนี้คือโรคหลักและการเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรีย
| โรค | สกุลแบคทีเรียที่เพิ่มขึ้น | สกุลแบคทีเรียที่ลดลง |
|---|---|---|
| กระจกตาอักเสบจากแบคทีเรีย | Streptococcus · Pseudomonas | — |
| ความผิดปกติของต่อมไมโบเมียน | Staphylococcus · Sphingomonas | Corynebacterium |
| กลุ่มอาการสตีเวนส์-จอห์นสัน | Pseudomonas · Acinetobacter | — |
ในเยื่อบุตาของผู้ป่วยกลุ่มอาการสตีเวนส์-จอห์นสัน (SJS) อัตราการเพาะเชื้อให้ผลบวกคือ 60% ซึ่งสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับ 10% ในบุคคลที่มีสุขภาพดี 3) การหาลำดับ 16S rRNA รายงานว่ามีความหลากหลายอัลฟาเพิ่มขึ้น และเพิ่มขึ้นของ Lactobacillus, Bacteroides, Pseudomonas, Staphylococcus และ Acinetobacter 3).
ไมโครไบโอมของเยื่อบุตาของผู้ป่วยเบาหวานมีความหลากหลายมากกว่าคนปกติ โดยพบ Acinetobacter เพิ่มขึ้นและ Proteobacteria เด่นขึ้น 5)
ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของไมโครไบโอมผิวตามีความหลากหลาย
การใช้คอนแทคเลนส์ทำให้แบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับผิวหนัง เช่น Pseudomonas และ Acinetobacter เพิ่มขึ้นบนผิวตา ในขณะที่แบคทีเรียปกติลดลง เลนส์ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการถ่ายโอนจุลินทรีย์จากผิวหนังสู่ตา ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคกระจกตาอักเสบจากจุลินทรีย์
วิธีการเพาะเชื้อแบบดั้งเดิมมีประวัติยาวนาน แต่มีความไวต่ำ อัตราการเพาะเชื้อให้ผลบวกบนผิวตาปกติมีเพียง 10-13% 3) การเพาะเชื้อมีข้อดีคือตรวจพบเฉพาะแบคทีเรียที่มีชีวิต แต่ไม่สามารถตรวจพบแบคทีเรียที่เพาะยาก ไวรัส และเชื้อราส่วนใหญ่ได้ 4).
เป็นวิธีการขยายยีน 16S rRNA ด้วย PCR แล้วหาลำดับ 4) สามารถตรวจพบความหลากหลายมากกว่าการเพาะเชื้อถึงสามเท่า 3) อย่างไรก็ตาม ตรวจได้เฉพาะแบคทีเรีย ไม่สามารถตรวจพบไวรัสและเชื้อรา ความเอนเอียงจากการขยาย PCR อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ 4).
เป็นวิธีการทำให้ DNA ทั้งหมดในตัวอย่างแตกเป็นชิ้นแล้วหาลำดับ สามารถตรวจพบแบคทีเรีย ไวรัส เชื้อรา และอาร์เคียได้พร้อมกัน และยังสามารถวิเคราะห์โปรไฟล์การทำงานได้ 4) อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่มีมวลชีวภาพต่ำ การปนเปื้อนของชิ้นส่วนสั้น (รวมถึงการปนเปื้อนจากชุดสกัด DNA ที่เรียกว่า “kitome”) เป็นปัญหา 4).
ลักษณะของแต่ละวิธีสรุปได้ดังนี้
| วิธีการ | เป้าหมาย | ข้อดีและข้อจำกัด |
|---|---|---|
| การเพาะเชื้อ | เฉพาะแบคทีเรียที่มีชีวิต | ความไวต่ำ (ให้ผลบวก 10-13%) |
| 16S rRNA | เฉพาะแบคทีเรีย | ความไวสูง แต่มีความเอนเอียงจาก PCR |
| ช็อตกัน | จุลินทรีย์ทั้งหมด | ครอบคลุมแต่อ่อนไหวต่อการปนเปื้อน |
ในตัวอย่างที่มีมวลชีวภาพต่ำ จำเป็นต้องกำจัด DNA ของโฮสต์ (depletion) หรือเพิ่มความเข้มข้นของไมโครไบโอม การสลายเซลล์โฮสต์แบบเลือกสรรสามารถเพิ่มปริมาณ DNA ของแบคทีเรียสัมพัทธ์ได้ถึง 10 เท่า 4) ในอนาคต จำเป็นต้องมีการกำหนดโปรโตคอลมาตรฐานที่รวมถึงกลุ่มควบคุมบวกและลบ 4)
ปัจจุบันยังไม่มีการรักษาที่เป็นที่ยอมรับซึ่งมุ่งเป้าไปที่ภาวะ dysbiosis ของไมโครไบโอมผิวตาโดยเฉพาะ การจัดการในปัจจุบันแบ่งออกเป็นการปรับปรุงวิถีชีวิตและการแทรกแซงในขั้นการวิจัย
มีรายงานว่าโปรไบโอติกชนิดรับประทานช่วยเพิ่มปริมาณน้ำตาและ TBUT ในตาแห้ง แต่เป็นเพียงผลการวิจัย ไม่ใช่การรักษามาตรฐาน มีการเสนอว่าการปรับภูมิคุ้มกันผ่านแกนลำไส้-ตาเป็นกลไกการออกฤทธิ์ ดูรายละเอียดในหัวข้อ “พยาธิสรีรวิทยา”
สภาวะสมดุลของผิวตาถูกคงไว้โดยกลไกการป้องกันหลายชั้น2)4).
การป้องกันทางกายภาพและเคมี
การกระพริบตาและการสะท้อนน้ำตา: ขจัดจุลินทรีย์โดยกลไก4).
โปรตีนน้ำตาต้านจุลชีพ: ไลโซไซม์ แลคโตเฟอร์ริน มิวซิน และดีเฟนซิน ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย4) 9% ของโปรตีโอมน้ำตาเกี่ยวข้องกับการทำงานต้านจุลชีพ4).
รอยต่อแน่นของเยื่อบุผิว: รอยต่อแน่นระหว่างเซลล์เยื่อบุผิวกระจกตาและเยื่อบุตาสร้างสิ่งกีดขวางทางกายภาพ2).
การป้องกันทางภูมิคุ้มกัน
CALT: เนื้อเยื่อน้ำเหลืองที่เกี่ยวข้องกับเยื่อบุตา โครงสร้างฟอลลิเคิลที่มีเซลล์เดนไดรต์ เซลล์บี และเซลล์ที ทำหน้าที่ทั้งการทนต่อภูมิคุ้มกันและการเฝ้าระวังภูมิคุ้มกัน2).
IgA ที่หลั่งออกมา: ผลิตโดยพลาสมาเซลล์ที่สร้าง IgA ในต่อมน้ำตาและเยื่อบุตา ยับยั้งการยึดเกาะของเชื้อโรคและเคลือบจุลินทรีย์ประจำถิ่นโดยไม่ก่อให้เกิดการอักเสบ2).
เซลล์ γδT, เซลล์ MAIT, เซลล์ NKT: มีอยู่ในเยื่อบุผิวในฐานะเซลล์ทีที่ไม่ธรรมดา ทำหน้าที่เชื่อมโยงภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว2).
Corynebacterium mastitidis เป็นแบคทีเรียประจำถิ่นที่ไม่ก่อโรคซึ่งพบบ่อยบนผิวตา 2) แบคทีเรียนี้กระตุ้นเซลล์ γδT ของเยื่อบุตาหลั่ง IL-17 และ IL-22 2).
TLR2, TLR4 และ TLR5 บนเยื่อบุกระจกตาอยู่ภายในเซลล์ในระดับเซลล์ปีกและเซลล์ฐาน ไม่ใช่บนผิว 2) การวางตำแหน่งเชิงกลยุทธ์นี้รักษาสถานะ “การเงียบทางภูมิคุ้มกัน” (immunosilence) ซึ่งป้องกันปฏิกิริยาการอักเสบที่ไม่จำเป็นเมื่อสัมผัสกับแบคทีเรียประจำถิ่น 2) เมื่อเยื่อบุผิวเสียหาย TLR เหล่านี้จะถูกกระตุ้นและเริ่มต้นการอักเสบแบบต่อเนื่อง
เส้นทางต่อไปนี้ถูกเสนอว่าภาวะ dysbiosis ในลำไส้ทำให้เกิดโรคผิวตา 2):
ในแบบจำลองสัตว์ ผิวตาของหนูที่ปราศจากเชื้อแสดงความหนาแน่นของเซลล์กุณโฑลดลงและความเสียหายของเยื่อบุผิว ซึ่งดีขึ้นหลังการปลูกถ่ายอุจจาระ 5).
C. mastitidis เป็นแบคทีเรียประจำถิ่นที่ไม่ก่อโรคซึ่งกระตุ้นเซลล์ γδT ของเยื่อบุตาหลั่ง IL-17 และ IL-22 ส่งผลให้เกิดการผลิตเปปไทด์ต้านจุลชีพ การดึงดูดนิวโทรฟิล และการเสริมสร้างกั้นเยื่อบุผิว ป้องกันการตั้งรกรากของเชื้อโรค
Kittipibul และคณะ (2021) เปรียบเทียบไมโครไบโอมเยื่อบุตาจาก 20 ตาของผู้ป่วยกลุ่มอาการสตีเวนส์-จอห์นสัน และ 20 ตาของอาสาสมัครสุขภาพดี 3) ด้วยวิธีการเพาะเชื้อ 60% ของกลุ่มสตีเวนส์-จอห์นสันให้ผลบวก เทียบกับ 10% ในกลุ่มสุขภาพดี การหาลำดับ 16S rRNA ระบุไมโครไบโอมหลักของกลุ่มสตีเวนส์-จอห์นสันคือ Pseudoalteromonadaceae, Vibrionaceae, Burkholderiaceae และ Enterobacteriaceae คะแนนความรุนแรงของโรคสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มที่เพาะเชื้อให้ผลบวก (p=0.016)
Peter และคณะ (2023) รายงานความสัมพันธ์ระหว่างไมโครไบโอมผิวตาที่แข็งแรงและโปรตีโอมน้ำตา 4) จากโปรตีนน้ำตา 2172 ชนิด 9% เกี่ยวข้องกับการทำงานต้านจุลชีพ เส้นทางการเผาผลาญกรดอะมิโนถือเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างแบคทีเรียผิวตาและองค์ประกอบของน้ำตา และ Corynebacterium อาจมีส่วนช่วยในการเผาผลาญกรดอะมิโน
แบคทีริโอฟาจเป็นตัวควบคุมหลักของประชากรแบคทีเรีย และกำลังมีการพิจารณาการประยุกต์ใช้ในการรักษาเป็นทางเลือกแทนยาปฏิชีวนะ 4) ฟาจในวงศ์ Siphoviridae ถูกตรวจพบบนผิวตาเช่นกัน ซึ่งอาจเป็นเป้าหมายการรักษาในอนาคต 4)
กำลังมีการศึกษาการรักษาโรคผิวตาผ่านการปรับเปลี่ยนไมโครไบโอมในลำไส้ 2) การทดลองทางคลินิกของ FMT ในผู้ป่วยกลุ่มอาการโจเกรนกำลังดำเนินการอยู่ แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ทางพยาธิสรีรวิทยาระหว่างไมโครไบโอมในลำไส้และผิวตา 5)
การกำหนดโปรโตคอลการวิเคราะห์ที่ได้มาตรฐานในสภาพแวดล้อมที่มีมวลชีวภาพต่ำเป็นเรื่องเร่งด่วน 4) การวิเคราะห์หลายชั้นที่บูรณาการเมตาจีโนมิกส์ โปรตีโอมิกส์ และเมแทบอโลมิกส์ คาดว่าจะช่วยเพิ่มความเข้าใจเชิงหน้าที่ของไมโครไบโอมผิวตา 3)
