Nat Med:首次在人体中证实光遗传学可以恢复失明患者的部分视力

2021
05/29

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生物谷
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COVID-19大流行不允许对这两名患者的视力进行全面的训练和评估,但这些作者从他们身上了解到,这种疗法是安全的,这使得后续的患者队列可以接受更高剂量的治疗。



自2000年代中期的早期以来,光遗传学凭借它用光激活神经元的潜力,成为恢复盲人患者视力的一项有希望的技术。近年来,至少有两家公司宣布开始进行临床试验,在人体中测试基于光遗传学的疗法,其中的一家公司最近宣布,因视网膜色素变性(retinitis pigmentosa)而失明或几乎失明的患者在治疗后可以检测到光和运动。


在一项新的案例研究中,来自美国匹兹堡大学和瑞士巴塞尔大学的研究人员首次提供了一个人在光遗传学治疗后出现视觉部分功能恢复的详细证据。相关研究结果于2021年5月24日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy”。




这篇论文中描述的这名58岁男子是一项临床试验的第一名参与者,该试验由GenSight Biologics公司部分资助,旨在评估该疗法的安全性,其次是疗效。在参加该试验的40年前,该男子被诊断出患有视网膜色素变性。视网膜色素变性是一种罕见的遗传性疾病,会导致视网膜上的感光细胞退化,从而导致失明。


为了弥补这些感光细胞的损失,这些作者试图使现有的视网膜神经节细胞--在健康条件下,这些细胞通过其他中间细胞接收来自感光细胞的信息--对光作出反应。他们通过从微生物中提取光敏蛋白基因,并使用基因疗法将它们递送到失明的视网膜上。


具体来说,他们将最初来自夜配衣藻(Chlamydomonas noctigama)的人工光敏感通道蛋白ChrimsonR的基因注射到这名患者受损最严重的眼睛的中央视网膜中。这种通过腺相关病毒(AAV)载体递送的光敏蛋白基因需要几个月的时间才能在细胞表面上完全表达。一旦发生这种情况,就需要用设计好的护目镜来激活它,这种护目镜可以检测到周围环境光线的变化,并实时将光脉冲投射到用AAV载体处理过的视网膜细胞上。


将病毒载体注射与护目镜的使用结合起来还不足以恢复视力--这名患者仍然需要进行视觉训练,以学习控制他的眼球运动,并将物体的视觉感知与它们的物理位置联系起来。这不是一种即插即用的技术。这是一项能够实现视觉恢复的技术。在治疗之前,这名患者几乎无法检测到光线,但在开始训练的七个月后,他报告了视觉改善的第一个迹象。



图片来自Nature Medicine, 2021, doi:10.1038/s41591-021-01351-4。


为了严格评估视力的部分改善,这些作者进行了不同的测试,在这些测试中,这名患者被要求在不同的条件下感知、定位、计数和触摸白色桌子上的一个、两个或三个物体(一个笔记本、一个订书盒或一组滚珠)。在没有护目镜的情况下,他根本无法进行这些活动,但当他接受病毒载体注射的眼睛受到护目镜的刺激时,他的表现的成功率明显提高---例如,在涉及识别笔记本的测试中,他可以感知、定位和触摸这个大物体的成功率因数为92%。记录了不同神经元活动的脑电图(EEG)进一步证实了这名患者在这些测试中的成绩。


这些作者指出,这名患者的视力改善是有限的,不能提供足够的分辨率来识别面部或阅读。这可能部分是由于该患者接受的病毒载体剂量过低。还有两名患者注射了相同的剂量。COVID-19大流行不允许对这两名患者的视力进行全面的训练和评估,但这些作者从他们身上了解到,这种疗法是安全的,这使得后续的患者队列可以接受更高剂量的治疗。这些作者希望更高剂量的治疗将会带来更好的效果。


参考资料:
José-Alain Sahel et al. 
Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy. Nature Medicine, 2021, doi:10.1038/s41591-021-01351-4.


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关键词:
光遗传学,病毒载体,遗传学,视网膜,护目镜,视力

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