我们的眼睛能自我修复吗?

我们的眼睛, 不像身体其他器官深藏不露,而是暴露在外。几个世纪以来,它们一直是艺术家们的灵感来源、迷信者的象征,以及科学界着迷的对象。在古希腊,医学先驱们在公开解剖中剖开眼睛,揭示了视网膜、角膜和虹膜的精细结构。在 10 世纪初,波斯医生拉齐发现瞳孔会扩张和收缩以调节进入眼睛的光线量。六个世纪后,文艺复兴时期的解剖学家维萨里绘制了眼球的横截面图——尽管有些错误。但眼睛本身并不完美:仅仅一个缺陷就可能导致整个器官出现故障或衰竭。 

事实证明,视力缺陷很普遍。根据对美国人口普查、疾病控制与预防中心等机构 25 年数据的 2021 年分析,超过 700 万美国人存在某种形式的视力丧失,这可能包括部分或完全失明。其中许多病症从出生起就存在。DNA 特定区域的突变会导致眼部结构形成不正确。这会扭曲人的视力,特别是当问题出现在视网膜时,视网膜是眼睛后部负责捕捉入射光并将其传输到大脑的细胞层。但如果我们能为视力受损的人提供经过校正的遗传物质版本,以修复功能失调的部分呢?

目前,还没有办法完全逆转遗传性失明,这类疾病传统上通过适应性调整而非治疗来管理。佛罗里达大学儿科系的教授 Shannon Boye 说:“我与许多非常沮丧于缺乏标准疗法的父母交流过。”“他们渴望治愈。”

但是,了解残疾的遗传根源有帮助。理论上,如果科学家能够确定导致一个人视力下降的有问题的或缺失的 DNA,他们就可以设计一个纠正后的副本。新的遗传密码被装入无害的病毒中,这些病毒将治疗性基因递送到选定的细胞,然后将病毒注入受影响的眼睛。在那里,替换的 DNA 指导眼睛制造再次看见所需的蛋白质。 

在实践中,这并不容易。美国食品药品监督管理局(FDA)只批准了一种基因疗法来治疗一种失明形式——这是该机构批准的第一种基因疗法。名为 Luxturna 的疗法于 2017 年在美国获批,用于治疗患有导致莱伯先天性黑蒙症(LCA)的基因突变的患者。患有这种罕见缺陷的人,视网膜中的感光光感受器细胞发育不正确、畸形或死亡,导致早期快速视力丧失。Luxturna 提供了正确的基因版本,部分恢复了视力。

马萨诸塞大学陈医学院视力遗传学专家 Claudio Punzo 说:“这简直是天赐之物。”LCA 有多种类型,但在 Luxturna 治疗的疾病形式中,视网膜退化速度较慢,这为基因疗法提供了更长的作用窗口。此外,患有这种疾病的人通常完全失明,因此即使视力有微小的改善,也能改变他们的生活。

Boye 说,在 FDA 首次批准之后,“不幸的是,该领域陷入了停滞。”但她有信心,随着新的基因工具的出现,Luxturna 的成功故事可以更大规模地复制。

一个重要的进展是设计了更好的纠正密码的载体。许多基因疗法使用天然无害的腺相关病毒,研究人员对其进行改造,使其能够靶向视网膜光感受器或其他关键细胞类型。Boye 设想了一个模块化系统,使用一套为不同目的地设计的病毒载体,其中任何基因都可以作为货物装载。

Punzo 说:“我们会让它对每个人都有效吗?对每一种突变都有效吗?很有可能,是的,总有一天会。”“这只是一个后勤问题。”导致失明的突变有数百种,找到正确的细胞中需要修复的正确基因并非易事。对于太大而无法装入病毒的基因,CRISPR 编辑技术可能提供一种直接在患者 DNA 中纠正突变的替代方法。2022 年,生物技术公司 Editas 试图使用 CRISPR 治疗一种 LCA,通过去除视网膜基因 CEP290 的突变,但在 14 名参与者中只有 3 人的视力得到改善后,该试验暂停了。

对于视力障碍者来说,当前治疗方法的侵入性是另一个主要障碍。这些方法通常需要手术将基因递送到视网膜附近,而这个过程本身可能会导致轻微的视网膜损伤。对于患有较轻疾病的人,例如夜盲症或色盲,风险可能不值得微薄的益处。注射到离视网膜较远的眼部区域侵入性较小,但它们尚未成为基因疗法的标准。另一个吸引人的选择是滴眼液,最近在迈阿密大学对一名 14 岁的角膜疤痕男孩的实验性治疗中首次使用。经过数月的局部治疗,他的视力恢复到接近正常水平。

成本是另一个障碍。当 Luxturna 于 2018 年首次上市时,每只眼睛的价格为 425,000 美元。部分费用来自制造无害病毒的细致过程。但另一部分是生物技术行业无法抗拒的宣传:我们可以帮助您重见光明。对于那些视力逐渐丧失的人来说,即使是减缓这一过程也可能是无价的——基因治疗公司是这样希望的。 

大多数主要保险公司为视网膜足够完整以便恢复的患者支付一次 Luxturna 治疗费用(每只眼睛)。但希望者仍可能需要承担与手术相关的自付费用,或前往美国 14 个认证治疗中心之一的交通费用。Punzo 说:“这是一种极其昂贵的治疗。”“如果有更便宜的药物有效,我认为这将改变市场。”

目前,数十项针对遗传性失明的基因疗法临床试验正在进行中,还有更多处于规划阶段。它们涵盖了各种疾病,包括斯塔加特病(导致眼睛中脂肪堆积)、无色觉(一种色盲)和视网膜色素变性(导致视网膜退化)。但进展缓慢:许多研究已经进行了十多年,仍有数年才能完成。

Boye 深谙此道。她与人共同创立了一家名为 Atsena Therapeutics 的公司,该公司目前正在进行一项临床试验,使用病毒递送的基因代码来纠正导致 LCA 的突变。她之所以确信基因疗法可以逆转失明,既源于数据,也源于患者的故事。她回忆起一个接受了纠正性治疗的年轻女孩:随着视力的改善,这个孩子第一次能够看到雪花——如此精致、神奇,与她生命中曾体验过的任何事物都不同。

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