活体细菌可在眼睛长期定殖,实现持续愈合疗法

匹兹堡大学的研究人员正在重新定义眼科治疗方式。 他们设计出一种活体细菌,能够在眼表长期定殖,持续释放抗炎蛋白,从而无需频繁使用传统眼药水。 每年,美国有超过一百万患者因角膜损伤前往急诊就医,而标准治疗通常要求每两小时滴一次药水,但许多人难以坚持。 研究显示,年长患者在多次每日用药时,完全遵守指示的比例仅为10%。 当角膜炎症未被有效控制时,伤口愈合速度减缓,神经可能受损,最终甚至造成永久视力损伤。 发表在《细胞报告》的研究提供了一种可能更高效的解决方案。

科学家将天然存在于小鼠眼睛上的科林杆菌(Corynebacterium mastitidis)进行基因改造,使其持续分泌白介素-10(IL-10),一种可加速组织愈合、抑制炎症的蛋白质。 实验显示,仅三次细菌应用即可让微生物在整个12周研究期间稳定定殖,角膜伤口愈合明显

眼睛之所以难以治疗,一大原因在于眼泪的自然冲刷。 每次眨眼都会将药液冲走,降低其疗效。 而直接注射到眼外膜下效果虽好,却侵入性强,不适合长期应用。 研究人员将C. mast视作一个天然的“运输工具”,通过找到适合的基因序列,将IL-10分泌到眼表。 经过筛选,他们确定了适合小鼠眼睛定殖的两个菌株,能够在未引起免疫反应的情况下稳

在标准化角膜擦伤实验中,定殖IL-10菌株的小鼠眼睛愈合速度显著高于未改造细菌或生理盐水组。 为了验证效果确由IL-10引起,研究者在另一组动物中阻断IL-10受体,结果愈合优势消失,证明工程蛋白直接促进了伤口闭合。 值得注意的是,这些工程细菌并未削弱眼睛对感染的免疫防御,IL-17免疫通路仍保持活跃。

为了推动临床应用,研究团队还设计了分泌人类IL-10的菌株。 在体外实验中,这些细菌能加速人类角膜细胞的伤口闭合; 在小鼠实验中,角膜愈合加快、炎症免疫细胞减少,同时眼睛仍能抵御铜绿假单胞菌感染。

研究者坦言,这一方法距离真正用于患者仍有挑战,尤其是剂量控制问题。 虽然IL-10在泪液中检测不到,但其低浓度下的局部活性已足够促进愈合,未来可能通过基因开关调节蛋白输出。

总体而言,这项研究展示了一个全新概念:通过一次性定殖事件,让工程微生物在眼睛表面持续发挥治疗作用,替代繁琐的日常滴眼水操作。 虽然要成为临床现实还需多年探索,但在小鼠和人类细胞模型中,这一策略已显示出可行性,为未来慢性眼表疾病治疗带来了新的希望。

本文译自:studyfinds,由olaola编辑发布

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