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从小到大，为了防治近视，大家都说要保护用眼，可谁知道还有肚子里肠菌的事儿？
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院竺向佳、卢奕等人通过对高度近视患者的肠道微生物和代谢物进行深入分析，发现益生菌Akkermansia的定植以及肠菌代谢物吲哚-3-乙酸（3-IAA）的水平与近视的发展程度紧密相关。
他们利用小鼠实验揭示3-IAA可以促进巩膜中主要的结构蛋白质表达，即I型胶原蛋白，这意味着3-IAA有助于维持巩膜的结构完整性。每日补充3-IAA可以帮助高度近视小鼠阻止或减缓由于巩膜结构重构导致的近视进展，这为开发新型近视预防和治疗策略提供了可能。论文于近日刊登在Cell Discovery期刊上[1]。
论文首页截图
高度近视（HM）定义为等效球镜度数≤-6.00 D或眼轴长度（AL）≥ 26 mm，患者患青光眼、白内障、黄斑变性的风险较高。传统上人们往往只关注高度近视对眼睛本身的影响，比如视力下降和眼部结构的改变，而忽略了高度近视可能与身体其他系统功能失调之间的关系，这在很大程度上限制了寻找有效的干预措施。
巩膜中的细胞外基质（ECM）发生重塑，特别是关键成分I型胶原蛋白的改变，会削弱巩膜的结构框架，导致巩膜变薄和眼轴过度延长，从而诱发高度近视。正巧在过去二十年间，肠菌被发现对于多种疾病中的胶原蛋白重塑和纤维化有着显著影响，比如恢复健康肠菌可以防止小鼠的心脏过度纤维化，并在压力条件下恢复细胞外基质的完整性，或是特定类型肠菌的定植可以改善小鼠的肾脏纤维化。
因此，类似于脑-肠轴，已有研究提出眼-肠轴的概念。但是肠菌和近视之间的具体关联仍然是一片空白。
在这项研究中，竺向佳、卢奕等人共招募来自上海高校的170名参与者，利用16S rRNA基因测序分析了高度近视患者（双眼眼轴长度≥ 26 mm）的肠道微生物群组成，并与健康对照组（眼轴长度22.00-24.50 mm）进行比较。
结果显示，高度近视患者的肠道微生物群组成发生了显著变化，与健康对照组相比Akkermansia、Fusobacteriaceae、Tissierellaceae、Parvimonas、TM7-3、Gemella和Carnobacteriaceae的定植减少，其中以益生菌Akkermansia的减少最为显著，而Pasteurellaceae、Gemmatimonadetes、Butyricicoccus和Lautropia的定植增加。
高度近视人群的菌群结构改变
双样本孟德尔随机化（MR）分析结果表明，Akkermansia与高度近视存在显著的因果关系，Akkermansia作为保护因子，其定植丰度与眼轴长度呈负相关。近视小鼠模型的粪菌移植实验也验证了这一点，恢复健康的肠道菌群可以减轻小鼠的近视进展，与接受高度近视患者粪便移植的小鼠相比，接受健康人群粪便移植的小鼠屈光不正减少34%，眼轴延长减少51.5%。
看来，眼睛和肠道菌群确实有着互动。
研究团队进一步利用代谢组学分析揭示了高度近视患者的血浆代谢物改变，发现肠菌衍生物3-IAA的减少最为明显，且3-IAA水平与眼轴长度呈负相关，与屈光不正呈正相关。与此结果相符，Akkermansia已被证明是3-IAA的主要生产者。
小鼠实验结果显示，接受健康人群粪便移植的小鼠3-IAA水平更高。更重要的是，对于近视小鼠模型，每日灌胃补充3-IAA可以将屈光不正减少51.9%，眼轴延长减少35.9%，还可有效减缓近视引发的巩膜I型胶原蛋白水平的下降。这些说明3-IAA在介导高度近视相关的眼-肠轴中扮演了关键角色，可以减缓高度近视的进展。
补充3-IAA缓解了小鼠近视
从机制来看，3-IAA能够增加转录因子SP1的表达，促进SP1在I型胶原蛋白α1链（COL1A1）编码基因的启动子区域富集和结合，从而上调COL1A1的转录和表达。
3-IAA保护视力的机制
实际上，不乏有大量研究对COL1A1的表达机制进行探索，但结果大多仅限于遗传因素，难以由此下手实施对高度近视的干预。
在这项研究中，竺向佳、卢奕等人关注高度近视与全身状态的潜在关联，并提出了一种新的思路，即高度近视的发展不仅是眼部的局部问题，还涉及肠道与眼部之间的复杂相互作用。这一发现让我们对高度近视相关的眼-肠轴有了更深一步了解，未来或可通过重塑肠道微生物群或补充特定代谢物如3-IAA，来延缓甚至逆转高度近视。
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参考文献：
[1]https://www.nature.com/articles/s41421-024-00709-5
本文作者丨张艾迪
