О микробиоме глазной поверхности
Ключевые слова:
глазная поверхность здорового человека, глазной микробиом, глазная микробиота, микробная флора, культуральный метод, идентификация по маркерному гену 16S рРНК, метагеномное секвенированиеАннотация
Новейшее поколение методов молекулярной биологии, в частности, таких как секвенирование бактериальной 16S
рРНК, позволяет наиболее полно выявить разнообразие микробиоты глазной поверхности и расширить список наиболее распространенных родов, выделяемых культуральными методами. Большинство результатов метагеномного секвенирования подтверждают, что Corynebacterium, Propionibacterium и Staphylococcus являются доминирующими
на здоровой поверхности глаза.
Вместе с тем полученные данные указывают на различия в микробном спектре среди людей. Факторы, объясняющие
эту изменчивость, в настоящее время точно неизвестны, в частности, в какой степени это связано с людьми и их средой, а в какой они являются искусственными, т.е. привнесены извне. Надо понимать, что достаточно сложно точно описать микроорганизмы на поверхности глаза из-за возможного риска бактериальной контаминации.
Необходимы дополнительные исследования, в том числе более совершенные экспериментальные исследования для предотвращения предвзятости в изучении роли микробиома поверхности глаза в отношении здоровых и патологических состояний. В частности, исследование гетерогенности штаммов, совпадений, таксономического состава и функционального профиля микробиома поверхности здорового глаза имеют важное значение для будущей разработки препаратов для лечения глазных заболеваний, в первую очередь – на основе пробиотиков.
Библиографические ссылки
1. Li JJ, Yi S, Wei L. Ocular Microbiota and Intraocular Inflammation. Front Immunol. 2020 Dec 23;11: 609765. doi: 10.3389/ fimmu.2020.609765
2. Zhou Y, Holland MJ, Makalo P, Joof H, Roberts CH, Mabey DC, Bailey RL, Burton MJ, Weinstock GM, Burr SE. The conjunctival microbiome in health and trachomatous disease: A case control study. Genome Med. 2014;6(11): 99. doi: 10.1186/s13073-014-0099-x
3. Zhang H, Zhao F, Hutchinson DS, Sun W, Ajami NJ, Lai S, Wong MC, Petrosino JF, Fang J, Jiang J, Chen W, Reinach PS, Qu J, Zeng C, Zhang D, Zhou X. Conjunctival Microbiome Changes Associated With Soft Contact Lens and Orthokeratology Lens Wearing. Investigative ophthalmology & visual science. 2017;58(1): 128–136. doi: 10.1167/iovs.16-20231
4. Miller D, Iovieno A. The role of microbial flora on the ocular surface. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2009; 9(5): 466–470. doi: 10.1097/ACI.0b013e3283303e1b
5. Wu T, Mitchell B, Carothers T, Coats D, Brady-McCreery K, Paysse E, Wilhelmus K. Molecular analysis of the pediatric ocular surface for fungi. Curr Eye Res. 2003;26(1): 33–36. doi: 10.1076/ceyr.26.1.33.14253
6. Burns DG, Camakaris HM, Janssen PH, Dyall-Smith ML. Combined use of cultivation-dependent and cultivation-independent methods indicates that members of most haloarchaeal groups in an Australian crystallizer pond are cultivable. Appl Environ Microbiol. 2004 Sep;70(9): 5258–5265. doi: 10.1128/ AEM.70.9.5258-5265.2004
7. Woo PC, Lau SK, Teng JL, Tse H, Yuen KY. Then and now: Use of 16S rDNA gene sequencing for bacterial identification and discovery of novel bacteria in clinical microbiology laboratories. Clin Microbiol Infect. 2008 Oct;14(10): 908–934. doi: 10.1111/j.1469-0691.2008.02070.x
8. Dong Q, Brulc JM, Iovieno A, Bates B, Garoutte A, Miller D, Revanna KV, Gao X, Antonopoulos DA, Slepak VZ. et al. Diversity of bacteria at healthy human conjunctiva. Investig Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(8): 5408–5413. doi: 10.1167/iovs.10-6939
9. Mitra S, Förster-Fromme K, Damms-Machado A, Scheurenbrand T, Biskup S, Huson DH, Bischoff SC. Analysis of the intestinal microbiota using SOLiD 16S rRNA gene sequencing and SOLiD shotgun sequencing. BMC Genomics. 2013;14(Suppl 5): S16. doi: 10.1186/1471-2164-14-S5 S16
10. Аветисов С.Э., Абрамова Н.Д., Гоголева Н.Е., Гусев О.А., Митичкина Т.С., Новиков И.А., Суббот А.М., Шагимарданова Е.И Рациональная стратегия изучения микробиома глазной поверхности пользователей жестких контактных линз методом метабаркодинга по гену 16S рРНК. Вестник офтальмологии. 2020;136(3): 3–9. [Avetisov SÉ, Abramova ND, Gogoleva NE, Gusev OA, Mitichkina TS, Novikov IA, Subbot AM, Shagimardanova EI. Rational strategy for studying microbiome of the ocular surface of people using hard contact lenses by method of 16S rRNA gene metabarcoding. Vestnik Oftalmologii. 2020;136(3): 3–9. (In Russ.)] doi: 10.17116/oftalma20201360313
11. Graham JE, Moore JE, Jiru X, Moore JE, Goodall EA, Dooley JS. et al. Ocular pathogen or commensal: a PCR-based study of surface bacterial flora in normal and dry eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2007 Dec;48(12): 5616–5623. doi: 10.1167/iovs.07-0588
12. Huang Y, Yang B, Li W. Defining the normal core microbiome of conjunctival microbial communities. Clin Microbiol Infect. 2016 Jul;22(7):643.e7–643.e12. doi: 10.1016/j.cmi.2016.04.008
13. Petrillo F, Pignataro D, Lavano MA, Santella B, Folliero V, Zannella C, Astarita C, Gagliano C, Franci G, A vitabile T, Galdiero M. Current Evidence on the Ocular Surface Microbiota and Related Diseases. Microorganisms. 2020 Jul;8(7): 1033. doi: 10.3390/ microorganisms8071033
14. Doan T, Akileswaran L, Andersen D, Johnson B, Ko N, Shrestha A, et al. Paucibacterial Microbiome and Resident DNA Virome of the Healthy Conjunctiva. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016 Oct;57(13): 5116–5126. doi: 10.1167/iovs.16-19803
15. Ozkan J, Nielsen S, Diez-Vives C, Coroneo M, Thomas T, Willcox M. Temporal stability and composition of the ocular surface microbiome. Sci Rep. 2017 Aug;7(1): 9880. doi: 10.1038/ s41598-017-10494-9
16. Suzuki T, Sutani T, Nakai H, Shirahige K, Kinoshita S. The Microbiome of the Meibum and Ocular Surface in Healthy Subjects. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020 Feb;61(2): 18. doi: 10.1167/iovs.61.2.18
17. Kang Y, Lin S, Ma X, Che Y, Chen Y, Wan T, et al. Strain heterogeneity, cooccurrence network, taxonomic composition and functional profile of the healthy ocular surface microbiome. Eye Vis (Lond). 2021 Feb;8(1): 6. doi: 10.1186/s40662-021-00228-4
18. Kelly BJ, Gross R, Bittinger K, Sherrill-Mix S, Lewis JD, Collman RG. et al. Power and sample-size estimation for microbiome studies using pairwise distances and PERMANOVA. Bioinformatics. 2015Aug;31(15): 2461–2468. doi: 10.1093/bioinformatics/btv183
19. Tedeschi S, Negosanti L, Sgarzani R, Trapani F, Pignanelli S, Battilana M, et al. Superficial swab versus deep-tissue biopsy for the microbiological diagnosis of local infection in advancedstage pressure ulcers of spinal-cord-injured patients: a prospective study. Clin Microbiol Infect. 2017 Dec;23(12): 943–947. doi: 10.1016/j.cmi.2017.04.015
20. Prast-Nielsen S, Tobin AM, Adamzik K, Powles A, Hugerth LW, Sweeney C, et al. Investigation of the skin microbiome: swabs vs. biopsies. Br J Dermatol. 2019 Sep;181(3): 572–579. doi: 10.1111/ bjd.17691
21. Glassing A, Dowd SE, Galandiuk S, Davis B, Chiodini RJ. Inherent bacterial DNA contamination of extraction and sequencing reagents may affect interpretation of microbiota in low bacterial biomass samples. Gut Pathog. 2016 May;8: 24. doi: 10.1186/s13099-016-0103-7
22. Knight R, Vrbanac A, Taylor BC, Aksenov A, Callewaert C, Debelius J, et al. Best practices for analysing microbiomes. Nat Rev Microbiol. 2018 Jul;16(7): 410–422. doi: 10.1038/s41579-018-0029-9
23. Lu LJ, Liu J. Human Microbiota and Ophthalmic Disease. Yale J Biol Med. 2016 Sep;89(3): 325–330.
24. Jabs DA. Immunosuppression for the Uveitides. Ophthalmology. 2018 Feb;125(2): 193–202. doi: 10.1016/j.ophtha.2017.08.007
25. Pleyer U, Pohlmann D, Kardes E, Poddubnyy D, Rademacher J. Emerging drugs for the treatment of noninfectious uveitis. Expert Opin Emerg Drugs. 2019 Sep;24(3): 173–190. doi: 10.1080/14728214.2019.1663823
26. Ramadan RT, Moyer AL, Callegan MC. A role for tumor necrosis factor-alpha in experimental Bacillus cereus endophthalmitis pathogenesis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2008 Oct;49(10): 4482–4489. doi: 10.1167/iovs.08-2085
27. Suriguga S, Luangmonkong T, Mutsaers HAM, Groothuis GMM, Olinga P. Host microbiota dictates the proinflammatory impact of LPS in the murine liver. Toxicol In Vitro. 2020 Sep;67: 104920. doi: 10.1016/j.tiv.2020.104920
28. Zhou J, Yang J, Dai M, Lin D, Zhang R, Liu H, et al. A combination of inhibiting microglia activity and remodeling gut microenvironment suppresses the development and progression of experimental autoimmune uveitis. Biochem Pharmacol. 2020 Oct;180: 114108. doi: 10.1016/j.bcp.2020.114108
29. Peter VG, Morandi SC, Herzog EL, Zinkernagel MS, Zysset-Burri DC. Investigating the Ocular Surface Microbiome: What Can It Tell Us? Review Clin Ophthalmol. 2023 Jan;17: 259–271. doi: 10.2147/OPTH.S359304
