Mikrobiyom, belirli bir ortamda bulunan tüm mikroorganizmalar ve genetik materyallerinin toplamıdır4). Oküler yüzey mikrobiyomu (OSM), konjonktiva ve korneada yaşayan bakteri, mantar ve virüs topluluğunu ifade eder2). Göz kapakları ve kirpiklerin florası deri mikrobiyomunun bir parçası olarak kabul edilir.
Sağlıklı oküler yüzey, diğer vücut yüzeyleri ve mukozalarla karşılaştırıldığında son derece az mikroorganizma içerir ve ‘paucimicrobial’ olarak adlandırılır4). Konjonktiva hücresi başına yaklaşık 0,05 bakteri tespit edilir; bu, yüz derisi ve ağız mukozasının yaklaşık 150’de biridir4). Bu düşük mikrobiyal yük, gözyaşındaki antibakteriyel enzimler (lizozim, laktoferrin, defensin) ve göz kırpma ile gözyaşı refleksi gibi fiziksel uzaklaştırma mekanizmalarından kaynaklanır4).
Oküler yüzeydeki yerleşik mikroorganizmalar, patojenlerin kolonizasyonunu rekabetçi bir şekilde engeller ve lokal immünitenin olgunlaşmasına ve düzenlenmesine katkıda bulunur1)2). Bu dengenin bozulmasına disbiyozis denir ve çeşitli göz hastalıkları ile ilişkilendirilmiştir.
Ayrıca, ‘çekirdek mikrobiyom’un (belirli bir ortamda ortak olarak bulunan mikrobiyal grup) kesin tanımı henüz yapılmamıştır4). Düşük biyokütleli ortamlardaki teknik zorluklar ve veri değişkenliği standardizasyonu zorlaştırmaktadır.
Oküler yüzey mikrobiyomu, konjonktiva ve korneada yaşayan bakteri, mantar ve virüslerin bütünüdür. Homeostazın sürdürülmesinde ve patojenlere karşı savunmada rol oynar; dengesinin bozulması (disbiyozis) birçok göz hastalığı ile ilişkilidir. Ayrıntılar için «Patofizyoloji (Hastalık Mekanizması)» bölümüne bakın.
Metagenomik shotgun dizileme ile yapılan 5 çalışmanın birleştirilmiş verilerinde, oküler yüzey mikroorganizmalarının ortalama %91’ini bakteriler, ortalama %5’ini virüsler ve ortalama %4’ünü mantarlar ve diğer ökaryotlar oluşturur 4).
Bakteriler
Başlıca 3 şube: Proteobacteria (ortalama %45), Actinobacteria (ortalama %23), Firmicutes (ortalama %19). Yöntemden bağımsız olarak tutarlı bir şekilde tespit edilir 4).
En bol bulunan cins: Corynebacterium (18 çalışmanın 17’sinde tespit edilmiş, ağırlıklı ortalama %11). Bunu Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus ve Acinetobacter takip eder 4).
Kültür yöntemi: Koagülaz negatif stafilokoklar (CNS) en sık izole edilir, bunu Corynebacterium ve Propionibacterium takip eder 3).
Virüsler
TTV (Torque teno virüsü): Oküler yüzeyde en baskın virüs. Sağlıklı konjonktivanın %86.3’ünde tespit edilir 4).
Bakteriyofajlar: Bakteriyel enfeksiyon virüsleri olup bakteri popülasyonunun yoğunluğunu ve dağılımını düzenler 4).
Diğerleri: MSRV, HERV-K (insan endojen retrovirüsü), MCV, HPV düşük sıklıkta tespit edilir 4).
Mantarlar
Başlıca 2 şube: Basidiomycota (ortalama %78.67) ve Ascomycota (ortalama %19.54) 4).
Çekirdek mantarlar: Malassezia (%74.65) tüm deneklerin %80’inden fazlasında bulunur. Bunu Rhodotorula, Davidiella, Aspergillus ve Alternaria takip eder 4).
Fırsatçı patojenler: Fusarium, Aspergillus, Malassezia vb. sağlıklı gözlerde de bulunur.
Göz yüzeyi mikrobiyomundaki bozulma birçok göz hastalığı ile ilişkilidir. Aşağıda başlıca hastalıklar ve flora değişiklikleri gösterilmiştir.
| Hastalık | Artan bakteri cinsleri | Azalan bakteri cinsleri |
|---|---|---|
| Bakteriyel keratit | Streptococcus, Pseudomonas | — |
| Meibom bezi disfonksiyonu | Staphylococcus, Sphingomonas | Corynebacterium |
| Stevens-Johnson sendromu | Pseudomonas, Acinetobacter | — |
Stevens-Johnson sendromu (SJS) hastalarının konjonktivasında kültür pozitifliği %60 olup, sağlıklı bireylerdeki %10’a kıyasla anlamlı derecede yüksektir3). 16S rRNA dizilimi, alfa çeşitliliğinde artış ve Lactobacillus, Bacteroides, Pseudomonas, Staphylococcus, Acinetobacter’de artış bildirmiştir3).
Diyabetik hastaların konjonktival mikrobiyomu sağlıklı bireylere göre daha yüksek çeşitlilik gösterir ve Acinetobacter artışı ile Proteobacteria baskınlığı gözlenir5).
Göz yüzeyi mikrobiyomunun bileşimini değiştiren çok sayıda faktör vardır.
Kontakt lens kullanımı, göz yüzeyi mikrobiyomunda Pseudomonas, Acinetobacter gibi ciltle ilişkili bakterilerin artmasına ve normal kommensal bakterilerin azalmasına neden olur. Lens, cilt mikroplarını göze taşıyan bir araç görevi görür ve mikrobiyal keratit riskini artırabilir.
Geleneksel kültür yöntemi uzun bir geçmişe sahiptir ancak duyarlılığı düşüktür. Sağlıklı göz yüzeyinde kültür pozitiflik oranı sadece %10-13’tür 3). Kültür yöntemi yalnızca canlı bakterileri tespit edebilme avantajına sahiptir, ancak zor üreyen bakterileri, virüslerin ve mantarların çoğunu tespit edemez 4).
Bu yöntem, 16S rRNA geninin PCR ile çoğaltılmasının ardından dizilenmesidir 4). Kültür yöntemine göre üç kattan fazla çeşitliliği tespit edebilir 3). Ancak yalnızca bakterileri hedef alır, virüsleri ve mantarları tespit edemez. PCR çoğaltma yanlılığı sonuçları etkileyebilir 4).
Bu yöntem, numunedeki tüm DNA’nın parçalanarak dizilenmesidir. Bakterileri, virüsleri, mantarları ve arkeleri aynı anda tespit edebilir ve fonksiyonel profil analizine de olanak tanır 4). Ancak düşük biyokütleli ortamlarda kısa parçacıkların kontaminasyonu (DNA ekstraksiyon kitinden kaynaklanan ‘kitome’ olarak adlandırılan kirlilik dahil) sorun teşkil eder 4).
Her yöntemin özellikleri aşağıda özetlenmiştir.
| Yöntem | Hedef | Avantajlar ve Sınırlamalar |
|---|---|---|
| Kültür Yöntemi | Yalnızca canlı bakteriler | Düşük duyarlılık (pozitiflik oranı %10-13) |
| 16S rRNA | Yalnızca bakteriler | Yüksek duyarlılık ancak PCR yanlılığı var |
| Shotgun | Tüm mikroorganizmalar | Kapsamlı ancak kontaminasyona duyarlı |
Düşük biyokütleli örneklerde konak DNA’sının uzaklaştırılması veya mikrobiyom zenginleştirmesi gereklidir. Seçici konak hücre lizizi, bağıl bakteri DNA içeriğini 10 kata kadar artırabilir 4). Gelecekte, pozitif ve negatif kontrolleri içeren standart protokollerin oluşturulması gerekmektedir 4).
Şu anda oküler yüzey mikrobiyom disbiyozunu spesifik olarak hedefleyen yerleşik bir tedavi bulunmamaktadır. Mevcut yönetim, yaşam tarzı iyileştirmeleri ve araştırma aşamasındaki müdahaleler olarak ikiye ayrılır.
Oral probiyotiklerin kuru gözde gözyaşı miktarını ve TBUT’u iyileştirdiğine dair raporlar vardır, ancak bunlar araştırma aşamasındaki bulgulardır ve standart tedavi değildir. Bağırsak-göz ekseni yoluyla immün modülasyon etki mekanizması olarak öne sürülmektedir. Ayrıntılar için «Patofizyoloji» bölümüne bakın.
Göz yüzeyinin homeostazı çok katmanlı savunma mekanizmaları ile korunur2)4).
Fiziksel ve Kimyasal Savunma
Göz kırpma ve gözyaşı refleksi: Mikroorganizmaları mekanik olarak uzaklaştırır4).
Antimikrobiyal gözyaşı proteinleri: Lizozim, laktoferrin, müsin ve defensin bakteri üremesini baskılar4). Gözyaşı proteomunun %9’u antimikrobiyal işlevle ilişkilidir4).
Epitel sıkı bağlantıları: Kornea ve konjonktiva epitel hücreleri arasındaki sıkı bağlantılar fiziksel bir bariyer oluşturur2).
İmmünolojik Savunma
CALT: Konjonktiva ile ilişkili lenfoid doku. Dendritik hücreler, B hücreleri ve T hücreleri içeren foliküler yapılar olup hem immün tolerans hem de immün gözetim sağlar2).
Sekretuvar IgA: Gözyaşı bezi ve konjonktivadaki IgA üreten plazma hücreleri tarafından üretilir. Patojenlerin yapışmasını engeller ve kommensal bakterileri inflamatuar olmayan bir şekilde kaplar2).
γδT hücreleri, MAIT hücreleri ve NKT hücreleri: Epitelde konvansiyonel olmayan T hücreleri olarak bulunur ve doğal bağışıklık ile adaptif bağışıklık arasında köprü görevi görür2).
Corynebacterium mastitidis, göz yüzeyinde sıkça bulunan patojen olmayan bir kommensal bakteridir 2). Bu bakteri, konjonktivadaki γδT hücrelerini uyararak IL-17 ve IL-22 salgılanmasını indükler 2).
Kornea epitelindeki TLR2, TLR4 ve TLR5, yüzeyde değil, kanat hücreleri ve bazal hücre seviyesinde hücre içinde lokalizedir 2). Bu stratejik yerleşim, kommensal bakterilerle temasta gereksiz inflamatuar yanıtın tetiklenmediği bir “immün sessizlik” durumunu korur 2). Epitel hasar gördüğünde, bu TLR’ler aktive olur ve aşağı akış inflamatuar kaskadı başlar.
Bağırsak mikrobiyotasındaki anormalliğin göz yüzeyi hastalıklarını indüklediği aşağıdaki yollar öne sürülmüştür 2):
Hayvan modellerinde, gnotobiyotik farelerin göz yüzeyi, goblet hücre yoğunluğunda azalma ve epitel hasarı gösterir ve bu, fekal transplantasyon ile düzelir 5).
C. mastitidis, konjonktivadaki γδT hücrelerini uyararak IL-17 ve IL-22 salgılanmasını indükleyen patojen olmayan bir kommensal bakteridir. Bu, antimikrobiyal peptitlerin üretimine, nötrofil toplanmasına ve epitel bariyerinin güçlenmesine yol açarak patojenlerin kolonizasyonunu engeller.
Kittipibul ve ark. (2021), Stevens-Johnson sendromlu 20 göz ve sağlıklı 20 gözün konjonktival mikrobiyomunu karşılaştırdı3). Kültür yönteminde Stevens-Johnson sendromu grubunun %60’ı pozitifken, sağlıklı grupta %10 pozitifti. 16S rRNA dizilemesi, Stevens-Johnson sendromu grubunun temel mikrobiyomunda Pseudoalteromonadaceae, Vibrionaceae, Burkholderiaceae ve Enterobacteriaceae’yi tanımladı. Kültür pozitif grupta hastalık şiddet skoru anlamlı derecede yüksekti (p=0,016).
Peter ve ark. (2023), sağlıklı oküler yüzey mikrobiyomu ile gözyaşı proteomu arasındaki ilişkiyi bildirdi4). 2172 gözyaşı proteininin %9’u antibakteriyel fonksiyonda rol oynuyordu. Amino asit metabolizma yolu, oküler yüzey bakterileri ve gözyaşı bileşimi arasında bir temas noktası olarak dikkat çekmektedir ve Corynebacterium’un amino asit metabolizmasına katkıda bulunabileceği öne sürülmektedir.
Bakteriyofajlar, bakteri popülasyonlarının ana düzenleyicileridir ve antibiyotiklere alternatif olarak terapötik uygulamaları araştırılmaktadır4). Oküler yüzeyde de Siphoviridae ailesinden fajlar tespit edilmiştir ve gelecekte tedavi hedefi olabilirler4).
Bağırsak mikrobiyotasının manipülasyonu yoluyla oküler yüzey hastalıklarının tedavisi araştırılmaktadır2). Sjögren sendromlu hastalarda FMT klinik deneyleri yürütülmektedir, ancak bağırsak mikrobiyotası ile oküler yüzey arasındaki patofizyolojik ilişkinin aydınlatılması için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır5).
Düşük biyokütle ortamlarında standartlaştırılmış analiz protokollerinin oluşturulması acil bir ihtiyaçtır4). Metagenomik, proteomik ve metabolomik entegre eden çok katmanlı analizlerin, oküler yüzey mikrobiyomunun işlevsel anlayışını derinleştirmesi beklenmektedir3).
