匹兹堡——匹兹堡大学医学院的研究人员开发出一种早期实验性“活体滴眼液”，利用自然存在于眼部的细菌来促进角膜伤口愈合。
这项概念验证研究今日发表于《细胞报告》（Cell Reports），证明无害的眼部驻留微生物——乳腺棒杆菌（Corynebacterium mastitidis）可通过基因改造，分泌抗炎治疗分子，在小鼠模型中促进角膜损伤后的愈合。
“这是首次证明，存在于眼表的微生物可以被改造来递送改善眼部健康的治疗药物，”资深作者、匹兹堡大学眼科学与免疫学副教授、UPMC视力研究所的安东尼·圣莱杰博士（Anthony St. Leger, Ph.D.）表示，“它开启了眼部‘活体药物’的构想——只需一次施用，药物就能留存在眼部，保护并帮助组织愈合。”
由于泪液会持续冲走药物，治疗眼表疾病通常需要每天多次滴眼药水。这限制了角膜擦伤或干眼症等疾病疗法的有效性。
为了探索替代递送方法，匹兹堡团队改造了乳腺棒杆菌——一种自然存在于眼睑下的良性细菌，使其持续分泌细胞因子白介素10（IL10），这是一种调节炎症的小分子蛋白。在小鼠实验中，经过轻微划伤并用工程改造细菌处理的角膜，比用普通细菌或盐水处理的角膜愈合得更快。当IL10受体被阻断时，这种益处消失，证实治疗效果依赖于IL10。
研究人员还创建了一个释放人类IL10的微生物版本，该版本改善了实验室培养的人类角膜最外层细胞的伤口闭合，并减少了人类免疫细胞中的炎症信号。这些研究初步表明该方法最终可能适用于人类，但仍需大量开发工作。
“令人兴奋之处在于该系统是模块化的，”圣莱杰解释道，“我们构建的方式允许你替换不同的基因——不同的细胞因子、生长因子或其他蛋白质——从而为特定眼病定制疗法。”
尽管前景可观，该技术仍处于早期开发阶段。研究人员指出，在实现临床转化之前还需完成许多步骤，包括开发内置的“关闭开关”，以便在不再需要时安全可靠地移除或灭活工程改造的细菌。
严重干眼症、眼表炎症性疾病以及创伤性角膜损伤等疾病每年影响数百万美国人。虽然这项研究尚未确立临床疗法，但它为探索工程改造的活体生物治疗剂能否在未来为眼睛提供更持久的抗炎或再生分子递送奠定了基础。
“在我的实验室里，我们通常不会从头开始构建工具，”圣莱杰补充道，“看到我们构建的东西在动物模型中带来可测量的愈合改善，是非常有成就感的，这为我们未来的研究指明了有趣的方向。”
这项研究由杰基·肖恩博士（Jackie Shane, Ph.D.）领导，匹兹堡大学的马修·埃文斯（Matthew Evans）、扬尼斯·里加斯（Yannis Rigas）和罗伯特·香克斯博士（Robert Shanks, Ph.D.）也做出了贡献。
该工作得到了美国国立卫生研究院（NIH）、希尔曼创新探索奖、匹兹堡眼耳基金会以及防盲研究基金会（Research to Prevent Blindness）的支持。
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