与戴隐形眼镜相关的微生物组变化

发稿时间：2016-10-19来源：天昊生物

英文题目：Changes in the Eye Microbiota Associated with Contact Lens Wearing

中文题目：与戴隐形眼镜相关的微生物组变化

期刊名：mBio       发表时间： 2016.3           影响因子： 6.975

技术：16S rRNA扩增子测序（V4）

测序平台：Illumina MiSeq测序平台

样本信息：

58个个体（40名女性和18名男性）提供样本，针对这些58个个体中的20个个体（包括9个眼镜配戴者和11个非眼镜配戴者）纵向随访6周，两周收集一次样品，在实验室共取样3次。无菌干棉签（Fisher Scientific）在以下采样点进行采样，然后立即放置在无菌低温管（thermoscientific）。取样点包括左、右结膜；左、右眼下面的皮肤；隐形眼镜（共250个样本，其中包括116个结膜标本，114个皮肤样本，和20个隐形眼镜部位样本），样品立即冻结在-80°C。    

  

针对58个个体中另外38个个体（包括16个眼镜配戴者; n =75）在眼科科室用50微升0.5%盐酸丙美卡因滴眼液麻醉后都取样一次。同时包括阴性对照组（n=3,没有样品）。

研究背景:

戴隐形眼睛已被确定为影响眼睛的一个危险因素，如可以造成巨乳头性结膜炎和角膜炎。而纯培养实验发现超过50%结膜拭子有细菌生长，因此推测戴隐形眼镜可能与微生物组变化相关。

研究结果：

每个样本平均产生21,569个reads，所有样本共产生11,750个OTUs。在实验室无麻醉取样的受试者结膜细菌Alpha多样性要比在眼科科室用眼药水麻醉取样的结膜细菌Alpha多样性明显较高（系统发育多样性指数分析，图1SA），使用麻醉眼药水直接改变了细菌的菌落结构组成（图1SB）。

图1SA. 实验室结膜取样和眼科科室结膜取样的系统发育多样性指数分析（左）和稀释性曲线分析（右）

图1SB. 实验室结膜取样和眼科科室结膜取样的群落结构分析柱状图，左图为门水平，右图为属水平。

另外相对于不戴眼镜，戴隐形眼镜仅仅能够引起眼科科室取样个体微生物组较小变化（图2S）。

图2S. 眼科科室结膜取样的眼镜配戴者和非眼镜配戴者的系统发育多样性指数分析（左）和稀释性曲线分析（右）

在实验室共取样得到250个样本（包括116个结膜样本，114个皮肤样本，和20个隐形眼镜部位样本）。结膜样本相对于眼睛下方的皮肤样本或者隐形眼镜样本有较高的细菌alpha多样性，而眼镜配戴者和非眼镜配戴者的结膜样本间则没有明显的细菌alpha多样性差异（图1）。

图1：眼镜配戴者和非眼镜配戴者的结膜样本，眼睛下方皮肤样本和隐形眼镜部位样本间细菌alpha多样性比较。

非眼镜配戴者眼结膜和皮肤相互两个部位的微生物结构相较于隐形眼镜配戴者更不同，能够明显区分开（图2A和B）。同样，眼镜配戴者结膜和皮肤相互两个部位的微生物结构相较于隐形眼镜配戴者更相似，不能明显区分开（图2A和B）。然而，无论是通过个体还是通过采样不同时间点都没形成明显的聚类（图2A和B）。相对于非眼镜配戴者，眼镜配戴者眼部微生物有较高的个体间差异（图2C和D）。

图2: 眼镜配戴者和非眼镜配戴者的结膜样本，眼睛下方皮肤样本和隐形眼镜部位样本间细菌β多样性分析。

隐形眼镜配戴者结膜的菌群结构更类似于以前研究发现的人类皮肤菌群结构，而与隐形眼镜配戴者结膜的菌群结构不同（图3）。

图3: 结膜、皮肤，隐形眼镜样品和HMP数据库样本的菌群β多样性分析。

相对于皮肤，非隐形眼镜配戴者结膜的菌群结构易受性别的影响（图S5 A和B）。相对于男性个体，女性个体眼部微生物中不动杆菌属（Acinetobacter）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的成员数目增加，而普氏厌氧球菌（Anaerococcus）减少（图S5 C和D）。无论性别，与非隐形眼镜配戴者相比，眼镜配戴者的结膜菌群结构与皮肤菌群结构类似（图S5  E和F）。

图S5: 不同性别的结膜、皮肤和角膜接触镜样本的细菌β多样性分析

相比于非隐形眼镜配戴者，隐形眼镜配戴者的菌群主要富集在假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、甲基杆菌属（Methylobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）。而在非隐形眼镜配戴者，相对于结膜，这些菌属都以较高丰度存在于眼睛下方皮肤样本中（乳酸菌除外），表明这表明这些细菌可归类为皮肤菌，而嗜血杆菌（Haemophilus）, 奈瑟氏菌（Neisseria）, 链球菌（Streptococcus）, 葡萄球菌（Staphylococcus）, 罗思氏菌（Rothia）, 棒状杆菌（Corynebacterium）则以较高丰度存在于非眼镜配戴者结膜部位。相比于非隐形眼镜配戴者, 嗜血杆菌（Haemophilus）、链球菌（Streptococcus）、葡萄球菌（Staphylococcus）、棒状杆菌（Corynebacterium）的丰度在隐形眼镜配戴者中大大减少。相对于结膜，隐形眼镜部位的不动杆菌属（Acinetobacter）和甲基杆菌属（Methylobacterium）具有更高丰度（图4）。

图4:非配戴隐形眼镜和眼镜配戴者之间眼部微生物的相对丰度差异。

总结：

 ●    观察到ME/CFS患者的微生物易位相关血液标志物水平升高。LPS、LBP和sCD14在ME / CFS患者中水平均升高。LBP的水平和sCD14和LPS相关而LPS水平与sCD14相关。

亮点:

像身体其它部位（如肠道、皮肤、嘴）一样，眼睛也有一个正常的细菌群落，从而可以有效阻止外界的入侵者。然而，眼部微生物已经在很大程度上被忽视，但是实际上它与眼睛健康，了解眼病及其相关功能息息相关，本报告发现眼镜配戴者和非眼镜配戴者之间的细菌菌群结构有很大差异，本研究对探索微生物对隐形眼镜配戴者的眼睛感染风险增加的作用提出了新的见解。

关于天昊：

      天昊生物采用Miseq PE250测序策略对细菌16S rDNA区/真菌ITS区/真菌18S rDNA区的双V区或多种单V区进行测序，使用低循环数扩增，保证每个样品扩增的循环数统一；采用特殊方法可有效避免系统内误差；数据质量高，有效序列Q30达到80%以上；加上最新升级的分析内容和解释详尽的结题报告，带您享受极致的微生物扩增子测序体验。