在失明40年后，一位58岁的男子由于视网膜注射光敏蛋白，再次能够看到图像和移动的物体。
这项研究于5月24日发表在《自然医学》杂志上，是称为光遗传学技术的首个成功临床应用，该技术使用闪光来控制基因表达和神经元放电。该技术已广泛应用于实验室以探测神经回路，并正在被研究作为治疗疼痛、失明和脑部疾病的潜在方法。
这项临床试验由总部位于巴黎的 GenSight Biologics 公司进行，招募了视网膜色素变性 (RP) 患者：这是一种退行性疾病，会杀死眼睛的感光细胞，而感光细胞是视觉通路的第一步。在健康的视网膜中，感光细胞检测光线并将电信号发送到视网膜神经节细胞 (RGC)，然后 RGC 将信号传输到大脑。GenSight 的光遗传疗法完全跳过受损的感光细胞，方法是使用病毒将光敏细菌蛋白传递到 RGC 中，使它们能够直接检测图像。
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研究人员将病毒注射到一名 RP 患者的眼睛中，然后等待四个月让 RGC 开始产生蛋白质，之后才测试他的视力。领导这项研究的宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学中心的眼科医生 José-Alain Sahel 说，挑战之一是调节进入眼睛的光量和光类型，因为健康的视网膜使用多种细胞和光敏蛋白来观察各种光线。“没有蛋白质可以复制该系统可以做的事情，”他说。因此，研究人员设计了一副护目镜，可以捕捉该男子周围的图像并对其进行优化，以便细菌蛋白检测。
护目镜使用摄像头分析对比度和亮度的变化，并将它们实时转换为 Sahel 所描述的琥珀色点点的“星空”。当来自这些点的光线进入人的眼睛时，它会激活蛋白质并导致 RGC 向大脑发送信号，然后大脑将这些模式解析为图像。
参与试验的男子必须使用护目镜训练几个月，之后他的大脑才调整过来以正确解释这些点点。“他就像一个实验主义者，一位科学家，试图理解他所看到的东西并理解它，”Sahel 说。最终，他能够辨别出高对比度的图像，包括桌子上的物体和人行横道上的白色条纹。当研究人员记录他的大脑活动时，他们发现他的视觉皮层对图像的反应方式与他拥有正常视力时的方式相同。
该男子仍然无法在不戴护目镜的情况下看到东西，但 Sahel 说他每天佩戴护目镜几个小时，并且自注射后的两年里，他的视力持续改善。去年，还有其他六人注射了相同的光敏蛋白，但 COVID-19 疫情推迟了他们使用护目镜的训练。Sahel 说他预计在一年左右的时间内获得他们的结果。
安全且持久
“这对该领域来说是一大步，”加州大学伯克利分校的神经生物学家 John Flannery 说。“最重要的是，它似乎是安全且持久的，这确实令人鼓舞。”由于视网膜包含的感光细胞比 RGC 多约 100 倍，因此 RGC 检测到的图像分辨率永远不会像自然视力那样好。但 Flannery 说，令人兴奋的是大脑可以准确地解释图像。
其他人表示需要更多的研究。“这很有趣，但样本量只有 1，”纽约市威尔康奈尔医学院的神经科学家 Sheila Nirenberg 说。她补充说，她期待看到试验中的其他人，包括一些注射了更高剂量蛋白质的人，是否也有类似的结果。
GenSight 是多家开发光遗传学作为治疗 RP 和其他视网膜疾病的公司之一。今年 3 月，Nirenberg 的公司 Bionic Sight 宣布，其使用类似的光遗传疗法和 VR 头显治疗的五名 RP 患者中有四名恢复了一定程度的视力，尽管完整的试验结果尚未公布。瑞士制药巨头诺华正在开发一种基于不同蛋白质的疗法，该蛋白质对光非常敏感，可能不需要护目镜。该疗法尚未进入临床试验。
加利福尼亚州斯坦福大学的神经科学家 Karl Deisseroth 与他人共同开发了作为实验室技术的光遗传学，他说这项研究很重要，因为这是首次在人体上展示其效果。“尝试使用更多可能不需要护目镜的光敏视蛋白将会很有趣，”他说。但他预计光遗传学作为一种研究工具比作为一种疗法本身更有用，这种研究工具可以引导人们开发疗法。“我们希望看到更多的是光遗传学指导的人体和临床研究，”他说。
本文经许可转载，最初于 2021 年 5 月 24 日发布。