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基于基因的疗法部分恢复了盲人的视力

娱乐 焦点资讯 2021-09-03 阅读 1580

一种重新连接眼中神经细胞的新型基因疗法使盲人获得了一些有限的视力。

这位 58 岁的男子患有一种称为色素性视网膜炎的遗传病,它会导致视网膜中的聚光细胞死亡。在接受称为光遗传学疗法的治疗之前,该男子可以检测到一些光线,但无法看到运动或挑选物体。研究人员 5 月 24 日在《自然医学》杂志上报告说,现在他可以看到和计算物体,甚至报告说能够看到人行横道的白色条纹。他的视力仍然有限,需要戴上特殊的护目镜,向治疗的眼睛发送光脉冲。

“是兴奋的。看到它起作用并从患者那里得到一些明确的反应真是太好了,”达拉斯西南视网膜基金会的视网膜变性专家大卫伯奇说。Birch 已经进行了其他光遗传学疗法的临床试验,但没有参与这项研究。

患有退行性眼病的人能够检测到光线,但通常无法辨别物体。在经过光遗传学治疗和几个月的训练后,他戴上了特殊的护目镜,将光脉冲发送到他接受治疗的眼睛,他能够在桌子上看到一本书和一瓶洗手液。

十多年来,研究人员一直致力于光遗传疗法,以恢复患有退行性眼病(例如色素性视网膜炎)的人的视力( SN: 5/15/15 )。该疗法涉及使用一种光敏蛋白质,当受到特定波长的光照射时,神经细胞会向大脑发出信号。

光遗传学疗法不同于传统的基因疗法,后者用健康的基因替代有缺陷的基因。它也不同于基因编辑,后者使用 CRISPR/Cas9 等分子工具来修复特定基因中的致病变异。2017 年,美国食品和药物管理局批准了一种传统基因疗法,用于治疗由RPE65基因突变引起的罕见遗传性失明。其他研究人员正在进行基因编辑的临床试验,以纠正导致遗传性失明的一种特定突变,称为 Leber 先天性黑蒙 10 ( SN: 8/14/19 )。

瑞士巴塞尔分子与临床眼科研究所和巴塞尔大学的神经科学家和基因治疗师 Botond Roska 说,这些疗法可能会阻止或减缓退行性眼病的进展,但对已经失去视力的人没有帮助。基因治疗和基因编辑也仅针对某些基因,但视网膜色素变性可由 50 多个基因中的任何一个基因的变化引起。光遗传学疗法可以帮助那些因多种疾病而失明的人,而不管导致他们的基因变化如何。此类疾病可能包括影响全球数百万人的黄斑变性。 

早期版本的光遗传学疗法使用来自藻类的一种叫做 channelrhodopsin-2 的蛋白质来使神经细胞对光做出反应。这种蛋白质需要大量明亮的蓝光才能发挥作用。“这就像在沙漠中盯着太阳看,”匹兹堡大学和巴黎索邦大学的眼科医生和视网膜专家 José-Alain Sahel 说。打开蛋白质所需的光水平可以杀死视网膜中任何剩余的细胞。因此,Sahel、Roska 及其同事使用一种不同的光敏蛋白开发了他们的疗法,该蛋白对琥珀色光有反应,与蓝色或绿色波长相比,它对细胞的伤害更小。

该团队使用一种称为腺相关病毒的病毒向该人眼中的某些细胞传递制造蛋白质的指令。该团队选择将指令插入称为神经节细胞的神经细胞层。

视网膜分为三层: 聚光杆和视锥细胞位于视网膜后部。这些感光细胞是第一个死于退行性疾病的细胞。接下来是一层称为双极细胞的神经细胞。它们处理视觉信息并将信号传递给第三层的神经节细胞。神经节细胞向大脑中的视觉中心发送信息。

看见光

视网膜是位于眼睛后部的多层组织。光探测棒和锥体位于组织的最背面。这些感光细胞通过双极细胞和神经节细胞将信息传递给大脑。遗传性失明和退行性眼病可以杀死光感受器或剥夺它们的光检测部分。剩余的双极细胞和神经节细胞停留的时间更长,使这些细胞成为光遗传学治疗的主要目标。研究人员现在已经将一种能够感知琥珀色光的蛋白质插入到一名患有色素性视网膜炎的男性的神经节细胞中,从而恢复了一些视力。

一些研究人员,包括 Sahel 和 Roska 的团队,也在试验将光遗传蛋白插入双极细胞、休眠锥体(那些已经失去功能但尚未死亡的细胞)或其他神经细胞。但神经节细胞是最容易攻击的目标,罗斯卡说。只需将病毒注射到眼睛中心即可到达它们。在视杆细胞、视锥细胞和双极细胞死亡后,神经节细胞仍然存在很长时间。

如果没有特殊的护目镜向他的眼睛发送琥珀色光脉冲,法国人仍然无法看到东西。这是因为神经节细胞通常会对光线的变化做出反应。Roska 说,如果光是恒定的,它们就不会继续发光,因此需要脉冲。

此外,韦恩州立大学视觉神经科学家潘卓华说,虽然正常视力可以在昏暗的星光下工作到海滩上最阳光的日子,但光遗传蛋白的工作范围非常有限。底特律没有参与这项研究。护目镜使用数码相机技术自动调整光线水平以发送到男人的眼睛。Pan 和 Birch 说,接受光遗传学治疗的人可能都需要戴上护目镜来帮助处理视觉信息,然后才能进入大脑。

随着护目镜向他接受治疗的眼睛发送光脉冲,该男子可以看到和识别桌子上的书、杯子和一瓶洗手液等物体。

研究人员证明,护目镜是男人看到物体所必需的。纽约市威尔康奈尔医学院的神经科学家、纽约市威尔康奈尔医学院的神经科学家希拉·尼伦伯格 (Sheila Nirenberg) 说,为了真正证明这种疗法有效,研究人员需要先看看是否将琥珀色的光照射到他的眼睛里,然后才能让他看到足够的东西。 Bionic Sight,一家也在使用光遗传学治疗失明的公司。如果是这样,那就表明视力改变的背后是强光,而不是治疗本身。

她的公司在 3 月份的新闻稿中报道说,在其临床试验中,盲人在治疗后可以看到光和运动。结果是初步的。Nirenberg 说,临床试验的完整报告可能需要一年或更长时间。

另一家位于德克萨斯州贝德福德的 Nanoscope Technologies 公司在 11 月美国眼科学会虚拟会议上的一次演讲中表示,它还为一些患有色素性视网膜炎的人恢复了有限的视力。但尚未公布数据的完整说明。“没有细节就很难评估,”潘说。

在自然医学报告是令人鼓舞的,因为它显示了一些这些细节,虽然潘说,他希望更多地了解哪些患者可以看到实验室之外。不过,他说他很高兴这项工作终于取得了成果。“多年来,我们一直在等待听到这个消息。”

Sahel 和 Roska 强调,这种疗法不能治愈失明。“就目前而言,我们只能说有一名患者……功能不同,”罗斯卡说。Sahel 补充道,“这是通往更好结果的道路上的一个里程碑。”

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