美国罗切斯特大学医学中心David R. Williams教授专访
作者: D.R.Williams
2013-7-10
国际眼科时讯：最近几年人工视网膜的发展很缓慢，但是我知道您在人工视网膜方面造诣很深。您能跟我们谈一谈人工视网膜市场化所面临的困难有哪些？
Dr. Williams：人工视网膜有几种不同的类型，美国Second Sight公司的产品就是其中的一种类型。Second Sight是一家很著名的公司，其产品刚刚获得FDA的认证，里面有很多让人兴奋的地方。Second Sight采用电子方法，将微电极阵列包埋到视网膜内，该微电极阵列能够刺激眼球内残留的相对健康的视网膜层，而绕过被病变（如：色素性视网膜炎）损毁的光感受器。
这种类型的人工视网膜已经得到了令人兴奋的实验结果，但是它也有局限性，限制这种人工视网膜应用的问题之一，就是将视网膜内植入足够多的微电极来刺激患者产生适宜的感官印象。毕竟，每一只眼都拥有超过一百万个独立的像素或神经纤维来将视网膜的图像传输到大脑，然而，人工视网膜的电子原件仅仅有数百个像素，而不是一百万个。
所以，使用这样的人工视网膜所获得的影像质量不高，这就激励了很多人来研究如何更高效地利用目前已经存在的线路。所以，有一个备选答案，我觉的这个答案很让人兴奋，在本次会议上，这可话题可能是本次会议的另一个热点——将光遗传学应用于人工视网膜。光遗传学是这样工作的：
在光遗传学中，你不是将人工微电极阵列移植到视网膜内，而是向视网膜内注射。向眼内注射很容易实现，但所注射的携带的有效载荷的病毒会传递到视神经细胞上，视神经细胞的作用是将信号传导到大脑，这些病毒可以使视神经细胞产生光敏感通道，正常情况下这些细胞对光不敏感， 除非通过核心的感光细胞视锥细胞和视杆细胞才能够驱动他们。但是，如果视锥细胞与视杆细胞受到损伤，发生死亡，他们就不能再兴奋那些不感光细胞。而现在你能够使这些神经纤维细胞产生光敏感性。这就是光遗传学技术所期望实现的结果，目前在小鼠上已经有了一些令人兴奋的实验结果被报道出来，证明该研究方向可行。
所以，你现在可以选择那些正常情况下对光不敏感的细胞，将他们从本质上转换成对光敏感的细胞，在原有感光细胞被疾病损坏的情况下，仍可以在视网膜的不同层次上形成视网膜影像，恢复视觉。这些实验还没有在人类身上完成，但我觉得这只是时间问题，在猴子身上完成试验之后，最终有希望在人类身上得以实现。
微电极阵列技术和光遗传学技术都是绕过了视网膜，直接将光信号传递到输出细胞，使视觉恢复。但这种视觉重建也有自身的问题，因为视网膜电路是有其存在意义的。视网膜电路使人眼看到不同强度、不同波长的光，如果你绕过了该电路，你就需要留神如何来叠加外界的信息，使得人工感光器械或人为诱导的感光细胞来有效地工作，将适当的信息传递到大脑中去。所以，实现这一点并不容易，这是人工视网膜领域所面临的挑战之一。
然而，除上述两种方法外，还有第三种方法，即利用干细胞来实现视网膜再造。如果这种方法能够发挥作用，它将是最为理想的选择，因为这种方法是通过向视网膜内插入细胞来实现视网膜的自然再生，并且利用所有进化遵循的原则使视网膜处在适当的位置上。你只需要将机器打开，就有可能利用尚未分化的视网膜的干细胞制造出视网膜来，该干细胞存在于正常视网膜中。
但是，事实上，这很有挑战性，因为我们还没有掌握所有诱导干细胞恰当分化和与大脑形成有效神经回路的因素和条件。因此，我认为从长远眼光来看，干细胞是实现人工视网膜最有希望的途径，但就目前而言，干细胞方法是最困难的，还有很多基础科学和研究工作要做，才能实现这一技术。
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