2024年4月24日
Hodak的祖父患有视网膜色素变性，这是一种先天性疾病，每5000人中就有1人患有此病，全球患病人数超过200万。大多数患者出生时视力完好。随着时间的推移，他们首先失去周边视觉，然后失去中央视觉，最后失去视力，有时早在中年就会失去视力。
“这显然和他从事摄影师这个职业有关，我是这样认为的，”Hodak谈到他的祖父时说，他的祖父后来成为一名航空工程师，并曾短暂地从事航天器隔热罩的研究。“但在我小时候的大部分记忆中，他已经完全失明了。”
不过现在，解决方案可能已触手可及。位于加利福尼亚州阿拉米达的初创公司Science设计了一种名为Science Eye的视觉假体，它可以恢复视网膜色素变性患者的视力（尽管恢复程度有限）。该公司CEO Hodak曾在Elon Musk的公司Neuralink工作了一段时间，然后与他人共同创立了这家初创公司。其他公司，例如总部位于巴黎的生物技术公司GenSight Biologics和纽约的Bionic Sight也在尝试寻找恢复视力的方法。
所有这些人的工作都基于神经科学中的一种名为光遗传学的研究工具，光遗传学是一种基因疗法，通过注射将视蛋白注入眼睛，以增强视网膜（眼球后部的组织层）细胞的光敏感性。
马里兰州贝塞斯达国家眼科研究所高级研究员Anand Swaroop，已研究遗传性视网膜变性近四十年，他表示，治疗性光遗传疗法在视力恢复方面肯定大有可为。但仍有改进的空间。
Swaroop说：“至少在现阶段，它对于完全失明的人来说似乎效果很好。”“你应该能够找到路。并且不会撞到东西，这很好。但无法区分出很多不同的特征。”
光遗传学的工作原理
在正常视觉下，光线通过晶状体进入眼睛并在视网膜上形成图像。视网膜本身由几种不同类型的细胞组成，主要是光感受器。光感受器是形状像视杆和视锥的光感应细胞，含有视蛋白。通常情况下，光感受器将光转换成电信号，传送到视网膜的神经节细胞，然后神经节细胞再通过视神经将这些电信号传输到大脑。这就是您现在阅读此页面文字的方式。
在视网膜色素变性中，光感受器中的视杆细胞和视锥细胞会退化并最终死亡。首先，周边视觉消失了，人们的视野开始变得狭窄，形成管状视野：他们必须转动整个头才能观察周围的世界。许多患有管状视野的人需要拐杖来帮助他们行走（并避免撞到家具等东西）。不久之后，患者就会失明。然而，光感受器的损坏并不会削弱大脑处理电信号的能力——而且至关重要的是，神经节细胞仍然完好无损。
光遗传学试图通过将视蛋白直接输送至神经节细胞来规避通常的程序，这意味着它们可以通过光刺激从而向大脑发送信号。
Science Eye包含两种元素。第一种是由无线电力线圈和超薄、柔性微型LED阵列组成的植入物，直接植入于视网膜上——与修复白内障等其他眼部手术相比，这种手术的范围更广。据Hodak称，该阵列的原型正在兔身上进行测试，其分辨率是iPhone屏幕的八倍。
第二种是一副无框眼镜，其尺寸和形状与普通处方眼镜相似，其中包含微型红外摄像头和感应电线圈。
把所有这些组合在一起，整个过程如下：
步骤1
将视蛋白注入眼睛的神经节细胞。
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步骤2
安装植入物。
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步骤3
眼镜通过无线传输来自视觉世界的信息来激活改良的神经节细胞；反过来，新的感光神经节细胞将这些信息通过视神经传输到大脑。
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眼睛接收的不再是图像，而是数字信息。结果如何？
“你可以步行穿过城镇去买三明治，且不会被车撞到，”Hodak说。
对视网膜色素变性的更多研究
其他公司已开始帮助视网膜色素变性患者恢复视力。
GenSight Biologics使用光遗传学加眼镜方法来放大光，而这种光通过基因编辑的神经节细胞可以进行解码。根据2021年发表在《自然医学》杂志上的临床试验结果，GenSight的方法能够帮助定位桌子上的物体。该患者是一名58岁的男性，18岁时被诊断出患有视网膜色素变性。
Bionic Sight拥有患者开始区分不同特征的第一手经验。其方法涉及一种基因治疗载体，通过注射将一种名为Chronos的视蛋白转移到患者的眼睛中，以增强完整神经节细胞的光敏感性。对于具有管状视野的人来说，注射视蛋白似乎就足够了。
对于视力较差的患者，Bionic Sight将光遗传疗法与一副装有摄像头和神经编码装置的护目镜配对：摄像头接收图像并将其转换为代码，然后以光脉冲的形式发送出去，以激活基因修饰神经节细胞中的视蛋白。迄今为止，Bionic Sight已经治疗了13人，其中既有盲人，也有管状视野的患者。
“它确实有很大帮助，”Bionic Sight创始人兼威尔康奈尔医学院计算神经科学教授Sheila Nirenberg说。
考虑一下您在去看医生时可能会检查的视力表上的大写字母“E”。几乎失明患者的视力为20/200：视力为20/20的人在200英尺外能看到的东西，而几乎失明的人只能在20英尺外看到。
Nirenberg说，她的诸多视网膜色素变性患者在两英尺外都看不到大写字母“E”。但是有一名患者的视力为20/150（0.15中国视力表），即他必须站在距离视力表20英尺的地方才能看清字母，而视力正常的人可以站在150英尺远的地方就能看到相同的字母，但现在他的视力提高到了20/40（0.5中国视力表）。另一位患者无法辨别扑克牌的花色。但在注射视蛋白后，患者不仅能够分辨出梅花和菱形之间的区别，而且还能够注意到颜色的差异。
他还进行了另一个挑战，试图找出摆在他面前的塑料水果之间的差异。他能够通过苹果的茎将其与橙子和桃子区分开来。最后，他被要求走过一个底部有黑色方块的迷宫——并成功穿过。
“我无法向你解释这有多么令人兴奋，”Nirenberg说。“这非常令人充满希望。”
有一种治疗失明的基因疗法已经问世五年多了。Luxturna是美国食品***监督管理局于2017年批准的一种处方药，适用于治疗患有罕见基因突变的儿童和***，这种突变会影响视网膜色素上皮（视网膜后部的膜，光感受器就位于其上）。该处方添加了基因的功能版本，以形成更有利于光感受器色素上皮细胞。
“它可能会减缓疾病的进展，”Hodak说。“但它不会造成任何损失。”
这就是Science Eye的最终目标。Hodak表示，临床试验将在未来18个月内开始。该公司还在研究如何使用Science Eye来帮助患有干性年龄相关性黄斑变性的患者，这种疾病的症状与视网膜色素变性略有不同：患者首先失去中央高分辨率视觉，然后失去周边视觉。
对于每个利用光遗传学帮助人们改善视力的公司来说，都有一些里程碑需要跨越。更多患者入组临床试验将有助于改善视蛋白的输送和提高视网膜细胞光敏感性的能力。但Hodak预测，未来五年内，将会有产品面世，为他祖父这一类患者提供治疗。
Hodak说：“你对患者说的话一定要非常谨慎，因为他们还在等待着一丝希望。”“有很多事情即将发生。但是目前还没有到任何一件事失败就会导致整个领域脱轨的地步。我们将迎来实质性的进展。”
本文章由沈玮先生协助翻译，特此表示感谢！ |
