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这完全不是科幻片!仿生义眼、干细胞移植、基因疗法...盲症也许马上就要被终结了!

国家地理中文网  · 公众号  ·  · 2017-07-29 17:29

正文

家住印度西孟加拉邦的穆罕默德·阿里·毛拉现年60 岁,46 岁时因树液溅入眼睛而失明,现在依靠亲人照顾(右边的是他孙子)。发展中国家有数以百万计的人因缺医少药而失明。


克里斯蒂安·瓜尔迪诺是个男孩,自他出生那天起,妈妈就知道他的眼睛不对劲:眼珠乱颤、急转,还频频翻白,有一边挤向了内眼角。喂奶的时候,他凝视的不是她,而是周边最亮的光源——在室内就盯着灯,在户外就盯着太阳。这种病,名叫莱伯氏先天性黑朦(LCA)。


本来,这个男孩看不清世界的情况会愈演愈烈......


然而克里斯蒂安·瓜尔迪诺还是复明了!琼·本内特查出了损害克里斯蒂安视网膜的基因突变, 又想方设法把那个基因的完好副本输入他眼中。 这背后,是本内特及其合作者20年顽强不息的努力。

依靠医学进步与诊治覆盖范围的扩大,终结盲症也许不再仅仅是一个梦。


杜克眼科中心的医生为59岁的卡伦·布朗装入“阿尔戈斯2 号”移植体。布朗因视网膜病变而失明,移植体能绕过失灵的视网膜细胞,把一架微型相机的视频数据通过视神经传给大脑。


先不说科学已经如何发达,只求看见上面这张照片时的心理阴影面积......

我在旁观,有生以来初次目睹一把刀子切进眼球。我看得头皮发麻:还有什么比大睁的眼睛更能表明一个人的清醒呢?但手术台上有只眼睛正荒唐地大睁着——被眼睑开张器撑 开——却对以弧形切入角膜的钢刀全无所知。


眼睛,居然可以干细胞和仿生移植?


在过去 10 年左右的时间里,另两个研究领域——干细胞和仿生移植——的进展也让一些以前完全失明的患者至少获得了部分视力。


干细胞是处于早期发育阶段的细胞,还未分化成眼、脑、四肢等器官的基本结构单位。


这些进展令研究者敢于提出区区 10 年、20 年前还不可想象的目标:短期内实现终结盲症


英国牛津眼科医院内,50 岁的丽安·路易斯用一根指示棒辅助,解读她的视网膜移植体发送给大脑的图像,从事这项研究的验光师查尔斯·科特莱尔在一旁看着。患者对这种视频信号的解译揭示,人脑的神经连接能在很大程度上重组和再生。


这等雄心壮志有哪怕一丁点儿实现的可能吗?某些鼓吹者和筹款方暗示是有的。得知文章开头那位复明男孩的消息后,任何人都会觉得这项事业大有希望。


然而,加州大学欧文分校的干细胞研究者亨利·克拉森说:“你想三两年就找到治愈那些真正顽固盲症的办法?碰运气吧。这可不是简单的工作。”


治好了男孩LCA(先天性黑朦)的琼·本内特认为:克里斯蒂安复明基因疗法的成功,还有待在其他患者身上复制,举例来说,她转入克里斯蒂安眼内的基因名为RPE65,刚好可以妥贴地嵌入载体——这种载体是一种经过改造的良性病毒。但另外许多可导致 LCA 病变的基因都太大,无法用这个病毒载体进行运送。


看似是一种悖论呀:一艘特别特别大的客船,却无法装下哪怕一位乘客,没有乘客的船即使到达目的地也是没有意义的。


在美国加利福尼亚的一家电影院里,盲人特里·拜兰凭借“阿尔戈斯2 号”视网膜移植体看到了荧幕上的色块。拜兰因视网膜色素变性而丧失视力,从2004 年到2010 年,他协助科研人员开发了这套移植系统。其硬件包括一架装在眼镜上的相机和便携式数据处理器。


想象一下有种对比度高、分辨率低、忽闪忽闪的黑白画面,比1920 年代的初期电视画面还要模糊——这就差不多是丽安·刘易斯用她的仿生义眼看到的景象。刘易斯是英国威尔士人,50 岁,患有视网膜色素变性。


被病魔围困的眼睛



同一只眼可以罹患多种疾病。有三种常见并可医治的病变发生于眼球前部。


左上:青光眼

眼内液体累积过多,导致眼压升高,损坏视神经。如能及早发现确诊,可通过手术和用药减缓其发作。

右上:白内障

全球头号致盲疾病,肇因是晶状体内的蛋白质变性浑浊,阻挡、扭曲了进入视网膜的光线。可通过手术复明。

左下:折射偏差

近视、远视、散光都是眼球的折射率出了偏差,光线不能准确聚焦于视网膜上。它们是造成视力丧失的最普遍因素,但易于用镜片或手术矫正。

右下:老年性黄斑退化

视网膜黄斑区域下的细胞发生病变,影响到处理图像的感光细胞。没有办法治疗。


印度西孟加拉邦的“辨喜传道精舍”盲人学校的学员手拉手去上体育课。这里的课程综合了常规教育和职业培训,帮助他们不必重蹈印度许多盲人的命运:一辈子在街上乞讨。


目前聚焦于眼睛的这些实验性疗法,未来可能会推动面向整个人体的医疗技术。基因疗法带来修复缺陷基因、消除一切疾病根源的前景,干细胞有望给坏死的人体组织完全换新, 仿生移植则可替代衰竭的器官。如今眼睛不仅是心灵之窗,还是展现医疗手段的可能性与极 限之窗,医药界的未来尽系于此。


失明人群全球观


眼病大体上是一种与贫困挂钩的疾病,在医疗资源方面,发展中国家与发达国家间隔着一条鸿沟。视觉残疾(包括盲症)不仅是个人层面、也是社会层面的问题,会对经济生产力和教育普及率产生广泛影响。



去年在纳米比亚的奥马鲁鲁,这些赫雷罗族的女人头戴牛角形态的传统帽子——牛对于她们的文化至关重要——在一处“白内障手术营”等着拆绷带。这项手术耗时仅约20 分钟,然而许多贫困地区无从获得这样的医治,使得白内障成了全世界头号致盲病因,占全部病例的一半。


85岁的安东尼娅·努西斯在奥马鲁鲁的白内障营做过手术后,终于亲眼见到了孙子。这项手术的救治对象中,许多人是几十年来头一次看到世界。


盲症在印度孙德尔本斯地区的偏僻群岛间非常多见。阿西姆·西尔决心施以援手,乘船召集患者,带他们到一家医院做手术。



安妮塔(左)、索尼娅两姐妹患有先天白内障,身处印度乡村的家族负担不起医药费用。当她们一个5 岁,一个12 岁时,有人捐款让她们做了手术。年纪越小,眼、脑之间的信号通路越具有可塑性,所以安妮塔术后取得的视力比姐姐好——但两人同样享受眼前的新鲜景色,比如这些高挑的芦苇。


白内障是一种穷人病,是全世界半数盲症的制造者。在发达国家,患上白内障的人一旦察觉自己看不清电视,通常立刻就医治疗。在发展中国家,患上白内障的人通常就此失明。 治疗方法在世界各地都简单一致:医护人员用15到20 分钟摘除浑浊的晶状体并换上人工晶体。


印度孙德尔本斯地区的居民戴上测试镜检查视力。这支眼保健医疗队由阿西姆·西尔带领,搭船来到这个河道纵横的偏远地区。他们致力于减少印度目前超过800万的失明人群。


世界上大约每200 人中有一人失明,共 3900 万之众。另有2.46 亿人因视力过低而承受着中度乃至严重的生活障碍。视力丧失所影响到的人群比以上还要多出几亿,一般是盲人的亲属,为了照料他们煞费苦心。



67岁的格尔德·加马纳没能及时求医——在纳米比亚农场的烈日和沙尘下劳作50 年,已毁了他的角膜。与世界上大多数失明者一样,如果得到定期护理,他的盲症本是可以避免的。


让视网膜重获新生

1.细胞补丁

把用干细胞培养的上皮细胞敷在薄膜上,置于恶化的感光细胞后面替代坏死的部分,从而减缓或逆转老年性黄斑退化。


2.细胞注射

把视网膜祖细胞注射到眼球的玻璃体空腔内,它们会释放一些因子来减缓遗传性退化或失明的进程。


3.视网膜下移植

把一块微芯片植入视网膜黄斑区域死去的感光细胞之间,它能把光线转为电信号,让视神经捕捉到。


4.视网膜移植

已获得上市许可的“阿尔戈斯”移植体利用眼镜+外挂相机+视频处理器+电极阵列的硬件配置,绕过损坏的感光细胞直接向神经输送信号。


5.基因疗法

第一步

一剂药液装载着携带RPE65基因(一种对视觉非常关键的蛋白质的合成指令)的良性病毒,被注射到受损的感光细胞附近。

第二步

病毒把健康的RPE65基因送入细胞,其蛋白质产物使感光细胞恢复了把光线转化成视觉信号的能力。



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