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失明晚期还能复明?新英格兰医学杂志公布绿藻光遗传临床试验:让神经电缆直接感光

机制

往瞎了十几年的眼睛里打一针绿藻蛋白,人居然真的能重新看见东西。

这不是科幻小说,是顶级医学期刊《新英格兰医学杂志》刚发出来的临床试验结果。 十个几乎全盲的晚期患者,七个人的感光能力明显提高了。 其中大约一半的人,戴上特制眼镜后,已经能准确摸到桌上的杯子,或者分辨眼前黑条的倾斜方向。

最让人震惊的是 2021 年最早接受试验的那位患者。 随访跟踪了将近五年,他的视力没有退步,反而在继续好转。 他现在能认出并数清桌上的几个物件,走在大街上,甚至能清楚看到斑马线上的白色条纹。

这件事情到底是怎么做到的? 很多人第一反应,以为是科学家给眼球做了什么微型机械手术。 不是。 这是一次跨越物种的基因改造,用的是绿藻,一种生活在水里的单细胞植物。

这批患者得的病叫视网膜色素变性。 这是一种残酷的遗传病,患者眼底负责感光的视杆细胞和视锥细胞,会随着时间慢慢坏死。 到了晚期,眼底天然的感光元件全军覆没,眼前就只剩下一片漆黑。

常规的基因疗法为什么拿它没办法? 因为这个病太刁钻了。 医学界目前发现跟它相关的基因突变,就有一百多种。 如果为每一种突变单独去开发一款基因药物,研发成本高到上天不说,大部分患者根本等不到上市的那一天。 更关键的是,到了失明晚期,感光细胞都已经死光萎缩了,就算把损坏的基因修好,也没有活细胞去干活。

于是科学家换了一个更大胆的思路: 既然坏掉的感光细胞救不活,那索性不要它们了。 眼睛里除了死掉的感光细胞,后面负责把信号打包传给大脑的视网膜神经节细胞,其实大部分还活着。 整条通往大脑的视神经电缆,是完好无损的。

问题来了:神经节细胞本来只负责跑腿传信号,它自己压根不会感光。 怎么让一根普通的生物电缆学会自己看世界? 科学家把目光投向了水里的绿藻。

绿藻这种单细胞生物为了生存,每天都要在水里找光进行光合作用。 它身上自带一种特殊的光敏通道蛋白。 只要光线照在上面,这个蛋白就像大门一样打开,离子涌进细胞,瞬间激发出电信号。

研究团队挑出了一种叫 ChrimsonR 的蛋白变体,把它打包进一种无害的腺相关病毒载体 AAV 里面。 医生把针头轻轻扎进患者的眼球玻璃体,将病毒打在视网膜表面。 病毒感染了那些原本还在待命的神经节细胞,顺手把绿藻的感光基因写进了细胞里。 这等于直接给原本不感光的神经电缆,强行焊上了一排微型光敏天线。

做完这一步,患者就能直接睁眼看见光亮了吗? 还差得远。 因为绿藻蛋白的感光灵敏度很低,比人类原装的视网膜差了几个数量级。 平时房间里那点微弱的自然光,根本唤不醒这批新天线。

这就需要第二件硬核装备登场了:特制刺激眼镜。 患者必须戴上一副装有高速摄像头的护目镜。 摄像头以毫秒级的速度,实时捕捉眼前画面的明暗对比变化。 接着,眼镜内置的微型投影仪,把这些画面换算成一束束特定波长的琥珀色光脉冲,以极高的能量直接打进瞳孔,投在视网膜上。

为什么要挑琥珀色光,而不是普通的白光或者蓝光? 因为蓝光能量太强,长时间近距离强光照射,会把眼底细胞直接灼伤。 而偏红的琥珀色光对眼底组织温和安全,穿透力也更强,刚好又是绿藻 ChrimsonR 蛋白最喜欢的波长。

琥珀色的光脉冲打在神经节细胞上,绿藻蛋白通道瞬间打开。 电信号沿着完好的视神经,一路狂奔冲进大脑的视觉皮层。

这时候,摆在神经学家面前的,是另一个谁心里也没底的关卡: 患者的大脑已经失明了十几年,甚至几十年。 突然收到这种由绿藻蛋白和脉冲光拼凑出来的异类信号,大脑能听懂吗? 会不会只把它当成一团毫无意义的刺眼闪光?

后来的测试给出了答案:人类的大脑比预想中聪明得多。 患者刚戴上眼镜时,确实什么都看不明白。 但在医生指导下进行了系统的感官适应训练之后,视觉皮层重新建立了对这些陌生电信号的解码系统。 大脑逐渐学会把这一闪一闪的脉冲,翻译成物体的轮廓和方位。

当然,咱们必须把事实说清楚,这绝不是让人恢复百分之百的正常视力。 患者看到的画面没有色彩,看不到细腻的纹理,视野也很窄,物体的边缘甚至是扭曲波动的。 他们看不了书,也看不清亲人的脸。

但对于一个已经在绝对黑暗里生活了十几年的盲人来说, 能在桌上准确伸手摸到水杯, 能在屋里找到门框的位置, 能走在路上看到脚下斑马线的黑白条纹, 这已经是完全不同的两个人生了。

这项叫 PIONEER 的临床试验,第一次用确凿的人体数据证明: 过去二十年在实验室小鼠身上玩得风生水起的光遗传学,真的跨过了人体临床的门槛。 它根本不需要去管到底是哪一个基因坏了,直接给退化的生物眼底搭了一套人工光电接口。 把植物界演化了几十亿年的感光工具,借给失明的人类。 科学有时候走通的路,比科幻小说还要不可思议。

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失明晚期还能复明?新英格兰医学杂志公布绿藻光遗传临床试验:让神经电缆直接感光 — 墓碑科技 MUBEITECH(https://mubeitech.com/deep/mb-20261021-95133e)

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