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中国非公立医疗机构协会经国务院批准,于2014年在北京成立,是全国唯一从事非公立医疗卫生机构行业服务和行业管理的国家级行业组织,英文名称为Chinese Non-government Medical Institutions Association(CNMIA),眼科专业委员会成立于2016年。

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从微生物组视角重新审视眼科学

发布时间:2025/09/26

作者:Rimonci/Farhad Hafezi等

倘若眼科学的下一场革命并非诞生于实验室,而是源于肠道菌群的培养,会是怎样的场景?数百年来,我们透过角膜观察、剖析视网膜层、完善眼内手术技术,却未曾想过,自己正凝视着一个微生物的“深渊”。曾经被认为无菌且具有免疫赦免性的眼睛,实则深陷微生物群落与眼部健康之间的全身性对话之中。
欢迎来到肠-眼轴的世界,你午餐中正在发酵的细菌,或许正影响着睑板腺、视网膜血管,甚至青光眼的发病风险[1]。这一发现既令人不安,又振奋人心:未来治疗干眼症、年龄相关性黄斑变性或葡萄膜炎时,医生或许会在开具环孢素的同时,建议患者搭配含益生菌的酸奶。如今,微生物组是否重要已无需争论,答案早已明确。真正的问题在于:眼科学领域应如何回应这一发现?

改写起源:菌群失调

与诸多颠覆性发现一样,微生物组的探索始于好奇心与一枚简陋的镜片。

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Jan Verkolj创作的Antonie van Leeuwenhoek肖像

17世纪,Antonie van Leeuwenhoek用自制显微镜观察水滴与牙菌斑,意外发现了一个微生物宇宙,那里充满了活跃的、形态各异的复杂生命。他或许从未想到,数百年后,眼科医生会在讨论角膜炎症、自身免疫性葡萄膜炎或眼内菌群时,提及他的名字[2]。但事实确实如此。
如今,微生物组已成为科学界的通用术语,虽被过度使用、定义模糊,且常与微生物群混淆。简单来说,它是一个存在于人体内外的动态生态系统,由微生物、分子及代谢产物构成,影响着人体各个层面的生理功能。人类肠道内栖息着数万亿个生物:细菌、病毒、真菌、古菌及噬菌体。其中,厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)的平衡已被证实与代谢性疾病、精神疾病相关,而眼科学领域如今也加入了这一研究对话。
菌群失调即微生物群落失衡,已不再是消化系统的专属问题。它与干眼症、干燥综合征、葡萄膜炎、青光眼,甚至年龄相关性黄斑变性均存在关联。肠道的作用远不止消化:它会向视网膜传递信号、影响免疫功能、调节细胞因子水平,进而左右健康与疾病的平衡。

泪道微生物组:从微生物视角重新解读泪道疾病

长期以来,鼻泪系统被视为简单的管道系统,由导管、瓣膜构成,负责引流泪液。堵塞意味着泪液反流,炎症意味着感染,问题似乎仅此而已。

而泪道微生物组即泪道引流系统的微生物与分子微环境[2]的提出,彻底改变了这一认知。它并非噱头,而是承认泪道本身就是一个生态系统,易受微生物失衡的影响。

原发性获得性鼻泪管阻塞长期被归咎于特发性纤维化或衰老。但宏基因组研究[3-7]揭示了不同的真相:泪囊中存在丰富的微生物多样性,包括约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii)、卡托氏卟啉单胞菌(Porphyromonas catoniae)、大肠埃希菌(Escherichia coli)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)等。传统培养法仅能检测出金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),而基因测序技术则让我们看到了一个完整的微生物群落。

泪囊鼻腔吻合术后植入的硅胶支架呢?同样会被微生物定植,如假单胞菌(Pseudomonas)、棒状杆菌(Corynebacterium)、柠檬酸杆菌(Citrobacter)。这些微生物的基因并非被动存在:它们积极参与代谢、增强毒力、逃避免疫攻击[5]。研究发现,泪囊鼻腔吻合手术失败的患者与手术成功的患者,其泪道微生物谱存在显著差异。这是巧合,还是微生物以纤维化为伪装,暗中阻碍手术效果?

是时候抛弃泪道是无菌管道的旧模型了。泪道微生物组是调节免疫的新前沿:微生物筛查能否指导手术方案?调控微生物能否降低术后失败率?范式正在转变,眼科学领域必须紧跟步伐。

睑板腺功能障碍与睑板腺微生物组:油脂、皮肤与土壤的交汇

你或许将睑板腺功能障碍归咎于腺体阻塞,却忽视了睑缘处存在感极强的微生物。睑板腺功能障碍影响着全球超1/3的人口[8],但临床定义仍将其简化为脂质缺乏、角化异常或激素问题。这些因素固然存在,但深入探究便会发现,一个影响腺体健康、全身炎症、泪膜稳定性及眼表免疫的微生物世界,正悄然发挥作用。

痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium)、棒状杆菌(Corynebacterium)、葡萄球菌(Staphylococcus)是睑缘的常客。但Zhao等人(2020)[9]还在睑板腺功能障碍患者中发现了空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)与屎肠球菌(Enterococcus faecium),这些菌种与趋化作用、免疫逃逸及屏障破坏相关。年龄同样会影响微生物组:年轻人睑缘以痤疮丙酸杆菌为主,而老年人则更易出现棒状杆菌与奈瑟菌科(Neisseriaceae)[10],痤疮与角膜炎的关联,是巧合还是警示?

土壤则带来了另一个转折。芬兰一项试验显示,接触堆肥与苔藓能在数天内提升皮肤微生物多样性[11]。那么,城市环境导致的生物多样性减少,是否会加剧特应性疾病与眼表疾病?这就引出了亚硝化单胞菌(Nitrosomonas eutropha),一种土壤中的氨氧化菌,目前正用于治疗皮炎,未来或可用于睑板腺功能障碍[12,13]。它能消耗汗液中的氨,释放一氧化氮,这种物质具有抗菌、抗炎、促进伤口愈合的作用。

难道睑板腺功能障碍治疗的未来,是用细菌药膏替代多西环素?长期以来,我们依赖抗生素抑制微生物,或许现在该学会倾听它们的信号了。

干眼症与眼表微生物组:源于无数微小损伤的炎症

若将干眼症比作一个人,它就像那位“长期被误解的患者”,有症状却难以捉摸,常被误认为心因性疾病。但干眼症或许远非泪膜问题那么简单,它可能与微生物相关:一场缓慢的炎症对话中,菌群失调轻声“煽动”,免疫系统则激烈“回应”。

眼表并非微生物沙漠。即使每17个结膜细胞中仅存在1个细菌,也可能打破健康平衡,诱发疾病[14]。在干燥综合征相关性干眼症、非干燥综合征相关性干眼症,甚至健康人群中,泪膜微生物组的差异不仅体现在分类学上,更对功能产生决定性影响。

Song与Qi的研究显示,干燥综合征患者眼表的放线菌门(Actinobacteria)增多、拟杆菌门(Bacteroidetes)减少,其中棒状杆菌与不动杆菌过度富集[15,16]。这些菌种正是导致屏障功能障碍、慢性炎症及抗原模拟的元凶。肠道也呈现出相似的紊乱:粪杆菌(Faecalibacterium)减少、普雷沃菌(Prevotella)增多、厚壁菌门/拟杆菌门比例倒置。在无菌小鼠中,这种紊乱会导致IL-6水平升高、Th17细胞分化失衡及杯状细胞丢失[17]。

甚至泪液蛋白质组也反映出这种紊乱。痤疮丙酸杆菌与约氏不动杆菌会表达解旋酶与砷抗性蛋白,影响宿主的DNA修复与氧化应激反应[18]。

诚然,干眼症是多因素疾病,但当肠道与眼表微生物组同时出现炎症与失衡时,免疫系统的反应便成了注定的结果。一个令人不安的问题随之而来:当Schirmer试验显示泪液分泌减少、荧光素染色出现时,微生物组是否早已决定了疾病的走向?

房水与眼内微生物群:“无菌”的神话

数十年来,我们始终被教导:眼前房是无菌且具有免疫赦免性的区域。但如果事实并非如此呢?

2021年,Deng等人分析了1000份在手术无菌条件下采集的房水样本[19]。通过宏基因组测序与严格的污染控制,他们发现超70%的样本中存在痤疮丙酸杆菌,并非致病菌,而是常驻菌。

随后,其他微生物也相继被发现:粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis),甚至厌氧菌。它们并非术后感染的产物,在手术切口前就已存在。对照组样本未检测出这些微生物,结果真实可靠。这个曾被认为绝对无菌的部位,其实并不无菌。这一发现的意义何在?首先,这些微生物可能在悄悄调节眼部免疫状态,如补体激活、抗原呈递、T细胞迁移;其次,它们或许能解释不可预测的炎症:为何两名白内障手术患者接受相同操作后,一人出现前房纤维蛋白渗出,另一人却无异常?

第三点,也是最具颠覆性的一点,这可能是青光眼发病机制中缺失的一环。房水中的痤疮丙酸杆菌,或许会激活小梁网的免疫反应或氧化应激通路。

长期以来,我们依赖前房穿刺术诊断眼部病变,却可能忽视了基线生理状态,即其微生物组。无菌不过是一个令人安心的假象。生物学,正如往常一样,比我们想象的更复杂,也更有趣。

葡萄膜炎与肠-视网膜轴:当T细胞上钩

自身免疫性葡萄膜炎始终是一个包裹在炎症中的谜题。基因、MHC单倍型、视网膜抗原(如光感受器间维生素A结合蛋白)曾被视为罪魁祸首。但如果真正的触发器不在眼睛里,甚至不在血液中,而在肠道呢?

这就是肠-视网膜轴,从最初的假说,到如今有数据支撑的科学概念。在B10.RIII实验性自身免疫性葡萄膜炎模型中,口服广谱抗生素不仅减少了肠道细菌数量,还减轻了视网膜炎症、T细胞浸润及细胞因子释放[20]。

即便使用万古霉素或甲硝唑等单一抗生素,也能缓解视网膜病变。肠道并非旁观者,而是纵火者。

无菌小鼠的实验彻底证实了这一点。携带R161H T细胞受体转基因的小鼠,在无微生物存在时,极少自发出现葡萄膜炎;而重新引入共生菌后,视网膜炎症便会爆发[21]。

这并非感染,而是分子模拟:肠道细菌表达的肽段与视网膜抗原相似,训练初始T细胞对眼睛发起错误攻击。T细胞在肠道中受训,却将目标对准视网膜。

既然如此,为何还要将葡萄膜炎视为单纯的眼部疾病?若微生物群能诱发或抑制视网膜自身免疫反应,那么以肠道为靶点的免疫调节就不再是假说,而是具有潜力的疗法。然而,益生菌、饮食调整或微生物靶向治疗,至今仍未被纳入临床指南。

我们对眼内注射激素习以为常,却对调节肠道菌群心存疑虑,后者至今仍被视为边缘疗法。肠-视网膜轴呼吁我们追溯上游病因,但问题在于:我们是否愿意这样做?

青光眼与微生物触发假说:压力并非仅来自眼内

数十年来,我们专注于观察视神经、测量杯盘比、降低眼压,仿佛仅凭这些就能阻止青光眼进展。然而,视野仍在不断恶化,或许损伤的起点并非筛板,而是肠道本身?证据表明,答案是肯定的。在动物与人类研究中,肠道菌群改变与视网膜神经节细胞丢失、氧化应激及免疫激活相关,即便眼压处于正常水平[22,23]。微生物组在此过程中,或许扮演着隐藏角色。

在原发性开角型青光眼患者的小梁网与虹膜中,研究人员发现了幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)[24],多项研究及荟萃分析均证实其与青光眼存在关联[25]。它并非通过入侵眼睛致病,而是通过激活全身炎症。其热休克蛋白与TLR4、TLR9基因多态性结合,可诱发视网膜自身免疫反应[26]。

Chen等人的研究显示,小鼠眼压短暂升高会激活针对热休克蛋白的T细胞反应,即便眼压恢复正常,这种免疫记忆仍会持续[27]。无微生物存在,便无神经退行性改变。青光眼的发生,或许既是机械压力的结果,更是免疫激活的产物。

原发性开角型青光眼患者的肠道菌群谱进一步证实了这一点:普雷沃菌(Prevotella)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、大肠埃希菌(Escherichia coli)增多,而短链脂肪酸产生菌减少[23]。肠道菌群失调,或许正在点燃神经炎症。

一个颠覆性的观点随之产生:我们早已通过药物调节青光眼病情,却忽视了肠-眼轴这一平行通路。肠道菌群检测、饮食调整或微生物靶向治疗,是否应纳入青光眼治疗方案?青光眼一直被视为偷走光明的小偷,但或许,它自始至终都是一场“内部作案”?

年龄相关性黄斑变性与饮食相关的微生物特征:玻璃膜疣与菌群失调的故事

尽管年龄相关性黄斑变性以年龄命名,但其微生物组相关研究却展现出“年轻的一面”。长期以来,年龄相关性黄斑变性被归咎于年龄、吸烟、遗传及补体系统失调。但证据表明,受饮食、抗生素使用及生活方式影响的微生物居民,在玻璃膜疣形成中的作用,或许与补体因子H基因多态性同样重要。肠-视网膜轴并非隐喻,而是真实的代谢关联。

Rowan等人的研究显示,高糖饮食小鼠会出现年龄相关性黄斑变性样病变,而低糖饮食可逆转这一过程[28]。其机制被认为是:微生物代谢产物(如血清素、短链脂肪酸)改变,进而调节视网膜炎症与氧化应激。Andriessen等人发现,高脂饮食会诱发脉络膜新生血管,伴随血管渗漏、小胶质细胞激活及全身炎症;而移植健康供体的粪便,可抑制血管新生[29]。人类研究也得出相似结论:Zinkernagel等人报告,年龄相关性黄斑变性患者肠道中颤螺菌(Oscillibacter)、ventriosum真杆菌(Eubacterium ventriosum)及扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)富集,这些菌种与肠道通透性增加、细胞因子溢出相关[30]。

对照组则以产短链脂肪酸的埃格特氏拟杆菌(Bacteroides eggerthii)为主。甚至补体因子H基因也与微生物组存在关联:携带补体因子H风险等位基因的人群,其肠道中罕见的厚壁菌门类别,互营菌纲(Negativicutes)增多[31]。

AREDS研究早已暗示营养的重要性。但以锌吸收为例,它受微生物竞争调控[32],这意味着补充剂的疗效,或许更多取决于肠道生态,而非剂量。

那么,未来该如何行动?视网膜专科是否应在开具叶黄素的同时,建议患者补充膳食纤维?益生菌检测是否应纳入年龄相关性黄斑变性管理?我们一直聚焦于玻璃膜疣,却可能忽略了更重要的事实:早在光学相干断层扫描检测出损伤前,微生物特征就已在影响视网膜健康。

糖尿病视网膜病变与微生物代谢:糖分、炎症与细菌“中间人”

我们对糖尿病视网膜病变的传统认知是:高血糖导致微血管损伤、缺血与新生血管形成。但或许,这个故事还有一位“合著者”,拥有自身代谢系统的肠道微生物组。

Das等人发现,糖尿病视网膜病变患者具有独特的微生物特征:产丁酸的主要菌种(粪杆菌、罗斯氏菌)减少,而促炎、内毒素丰富的菌种(大肠埃希菌、肠杆菌、志贺菌)增多[33]。这种失衡会降低短链脂肪酸水平、增加肠道通透性、激活全身炎症,进而损伤视网膜血管。

这一模式与1型糖尿病相似:肠道来源的细菌淀粉样蛋白可能通过分子模拟诱发自身免疫,先攻击胰岛β细胞,后影响视网膜[34]。研究中也存在矛盾:Huang等人报告糖尿病视网膜病变患者肠道拟杆菌门增多[35],与该菌门通常具有抗炎作用的认知相悖;甚至被视为益生菌明星的乳杆菌(Lactobacillus)与双歧杆菌(Bifidobacterium),在糖尿病视网膜病变患者中也呈升高趋势。

这是代偿机制,还是受饮食、药物、环境影响的区域差异?这些矛盾并非否定肠-眼关联,而是凸显其复杂性。微生物组并非“静态指纹”,而是“动态器官”,与糖尿病存在代谢关联:发酵碳水化合物、调节胰岛素敏感性、影响可跨越血-视网膜屏障的细胞因子。

由此产生一个挑战:若二甲双胍会改变微生物组,且丁酸等代谢产物影响视网膜炎症,为何不在临床试验中,将微生物特征与糖化血红蛋白一同监测?我们执着于追踪血糖,或许现在该以同等严谨的态度,关注微生物健康。

治疗前沿

这一切始于1958年的一次粪水灌肠。如今,粪菌移植已获美国FDA批准,用于治疗难治性艰难梭菌感染,并正逐步拓展至新领域,眼科学也不例外。为何?因为若肠道菌群失调能诱发眼部炎症,那么重建肠道菌群平衡或许能缓解炎症。在小型人体研究中,水液缺乏型干眼症患者接受健康供体的粪菌移植后,症状得到改善[36]。
在小鼠实验中,粪菌移植可恢复杯状细胞数量与眼表完整性[17,37];而在年龄相关性黄斑变性模型中,将老年小鼠的微生物群移植到年轻小鼠体内,会加速视网膜炎症,反向移植则可逆转这一过程[38]。这是一种无分子的医学:不阻断细胞因子,而是重塑生态系统。
但风险同样不容忽视。将贝赫切特病(Behçet’s disease)或伏格特-小柳-原田综合征(Vogt-Koyanagi-Harada disease)患者的粪便移植到无菌小鼠体内,会加重葡萄膜炎[38,39]。这些微生物携带致病潜力,正如早期输血技术一样,我们目前的探索仍处于盲目阶段。
益生菌与益生元,更易被消费者接受的微生物调节剂,效果喜忧参半。乳杆菌与双歧杆菌可改善轻度干眼症、睑板腺功能障碍及春季角结膜炎[40,41];益生菌混合物IRT5可减轻小鼠干眼症与自身免疫性葡萄膜炎的眼部炎症[42,43]。但研究结果并不一致,且风险真实存在:免疫功能低下患者使用益生菌,可能引发血流感染、肠缺血,甚至抗生素耐药基因转移[44]。微生物组会适应、突变、进化,绝非可控的工具。
那么,我们该何去何从?在将合生素或粪菌移植推向眼部疾病临床应用前,必须开展严谨的、多组学驱动的人体试验。因为调控微生物组并非开具药片那么简单,它更像是在改写共生关系的规则。

微生物组在“注视”着我们

人们或许会将微生物组视为又一个轴类热潮,如肠-脑轴、肠-肺轴、肠-眼轴,但这种看法是错误的。相关数据已不再是暗示性的,而是指导性的。
从干眼症、睑板腺功能障碍、年龄相关性黄斑变性、葡萄膜炎、青光眼,到术后纤维化,微生物特征无处不在。它们有时是元凶,有时是帮凶,但始终存在,不断进化。
问题不在于微生物组是否重要,而在于我们如何适应这一新认知。这意味着重新设计临床试验方案,重新审视炎症与风险的定义:是否应在所有免疫调节研究中采集粪便样本?眼部健康是否应纳入微生物多样性评分?白内障手术知情同意书中,是否应提及眼内微生物的存在?
临床之外,更需一场观念革新。医学长期将健康等同于纯净,将疾病等同于污染,但微生物组告诉我们:健康是共生,而失衡,而非入侵,往往是疾病的根源。
微生物组会对我们的饮食、用药、消毒方式,甚至对炎症的解读做出反应。它记得我们遗忘的细节。如何重视这一发现,并调整患者的评估与治疗方式,或许将重新定义清晰视物的真正含义。

作者简介:
Farhad Hafezi 现任瑞士日内瓦大学眼科学教授、瑞士苏黎世大学 CABMM(苏黎世先进生物学与医学中心)研究组组长、瑞士苏黎世 ELZA 研究所首席医疗官;同时担任美国洛杉矶南加州大学罗斯基眼科研究所兼职临床眼科学教授、美国纽约大学格罗斯曼医学院研究教授,以及中国温州医科大学客座教授。他曾六次入选 “眼科权威人物榜单”(The Ophthalmologist Power Lister)。
Mark Hillen 现任 ELZA 研究所传播与公关总监。2013年至2018年期间,他担任《眼科医生》(The Ophthalmologist)杂志编辑。 

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