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新技术有望使盲人重见光明

2020-04-29 16:04    来源:人民健康网  本站:www.peoplejk.com.cn

人民健康网,凯伦·海勒的书《假如给我三天光明》生动地解释了无形世界的痛苦。有许多疾病导致人类的眼睛失明。一是视网膜病变导致感光细胞功能丧失,包括黄斑病变、色素性视网膜炎等,可以通过干细胞和基因治疗来治疗。

最近发表在《自然》杂志上的一篇论文描述了一项新技术:将皮肤细胞直接转化为视网膜上的感光细胞,并将这种改造过的细胞移植到老鼠的眼睛里,这样失明的老鼠就能再次看到光线。

视网膜病引起的失明的原理

人的眼睛就像照相机一样,是眼球的透明透镜,相当于照相机的透镜。眼球虹膜的瞳孔像照相机的光圈一样调节进入眼睛的光线,使瞳孔在黑暗中扩大,在光线中缩小。另外,远近物体的光通过晶状体入射和折射到视网膜色素上皮细胞(RPE),然后将光信号转化为电信号,再由视神经传递到视觉中枢进行进一步处理,最终形成人类视觉。

视网膜色素上皮细胞包括视锥细胞和视杆细胞两类感光细胞。锥体细胞主要集中在视网膜中央(黄斑区),负责中心视觉和对各种颜色的感知;视杆细胞分布在黄斑区,即视网膜的周围位置,负责周围视觉和夜视。

夜盲是一种视网膜病变。这是由于光感受器细胞的变化,在夜间是看不见的,视力逐渐下降,视野变窄。严重的病例会完全失明。视网膜病变是一种高度遗传性疾病,具有不同的遗传基因和途径。因为遗传的方式很多,有的患者在10岁左右的晚上就开始有视力丧失的感觉,到了50岁左右就会出现严重的视力障碍;然而,有些患者只有到了中年才开始出现症状,到了六七十岁仍然有可观的视力。

与视网膜病变相关的失明包括莱伯氏先天性黑蒙、巴比特氏综合征和尤瑟氏综合征。目前,年龄相关性黄斑变性是视网膜病变最容易致人失明的疾病。它是65岁以上老年人失明的主要原因,全世界有1.7亿多患者。此外,糖尿病晚期的严重并发症也可能导致视网膜病变,从而导致不可逆转的失明。

所有这些失明都可以通过干细胞治疗、基因治疗(多达20-30个与视网膜病变相关的基因)来治疗。

干细胞移植治疗黄斑盲

诱导多能干细胞(IPS)技术可以将皮肤细胞或血液细胞培养成干细胞,然后塑造干细胞的发展方向,产生光敏视杆细胞和视锥细胞等靶细胞。诱导多能干细胞已经在人体上进行了测试,可以用来治疗黄斑变性。

这种培养干细胞生产视网膜色素上皮细胞,然后移植到视网膜的方法已经在大鼠和猪身上进行了研究。在植入RPE补片10周后,美国国立卫生研究院实验室制造的细胞被整合到实验动物的视网膜中。结果表明,视网膜细胞层可产生光感受器细胞。

之后,研究人员收集了黄斑变性患者的血细胞,将其转化为诱导多能干细胞,然后将其转化为RPE。研究人员将RPE放在可降解的单层细胞支架上,将其移植到患者的视网膜上,然后将其整合到视网膜上,长成杆细胞和锥细胞,以恢复患者的视力。4例干性黄斑变性患者的早期试验显示视力改善。

从2020年开始,美国国立卫生研究院的研究团队将开始人类一期临床试验,以确认干细胞移植治疗黄斑变性的安全性和有效性。

莱伯氏先天性黑蒙的基因治疗

除了干细胞移植外,基因治疗也可用于治疗视网膜病变引起的失明,如莱伯氏先天性黑蒙。这是遗传性疾病儿童致盲最常见的原因。

先天性黑内障是最早、最严重的遗传性视网膜病变。双眼视锥细胞和视杆细胞功能在出生时或出生后一年内完全丧失,导致婴儿先天性失明。它也是一种常见的染色体隐性遗传病。除了失明外,还伴有神经性耳聋、肥胖、糖尿病、尿崩症、肾功能不全等症状。

由于不同的致病基因,莱伯氏黑蒙症有多种类型。其中,莱伯氏先天性黑蒙是最常见、最严重的类型之一。现在,研究人员已经确认这种疾病是由CEP290基因突变引起的,其中p。cys998x突变是最常见的。

2019年8月,欧洲药物管理局将候选药物qr-110的优先药物资格授予proqr therapeutics,用于治疗莱伯氏先天性黑蒙。Qr-110是一种基因治疗药物。它是p的一个突变。针对黑蒙病的CEP290基因cys998x。

Qr-110已经在人类临床1期和2期进行了测试,其安全性和有效性数据是可靠的,特别是对患者的视力。当然,未来的效果还有待三期临床试验的结果来证明。

将皮肤细胞直接转化为视网膜的感光细胞

查瓦拉博士是CIRC therapeutics视网膜创新中心的眼科医生,他领导的研究小组于4月15日在英国《自然》杂志上发表了一项研究结果。他们已经开发出一种技术,可以直接将皮肤细胞转化成视网膜上的杆状细胞来感受光线,这种技术已经在老鼠身上进行了成功的试验,让它们感受到光线。

经过反复探索,研究小组确定了由5个小分子化合物组成的“鸡尾酒”配方,分别激活或抑制细胞内不同的发育信号。在细胞培养的不同时间,这些化合物以不同的方式被喂给皮肤细胞。10天后,培养与杆状细胞相似的光感受器细胞。这些新细胞被命名为“化学诱导光感受器细胞”(CIPC)。CIPC基因与杆状细胞表达的相似。

因此,研究人员认为CIPC具有与杆状细胞相同的功能,可以感知光。为了验证这个想法,研究人员测试了14只因视网膜退化而失明的老鼠。

 

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