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袁嵐峰:您提到 “光與生命” 這個主題,還有不少重大科學問題亟待解決,比如人視網膜里的黃斑和中央凹究竟是如何形成的。
薛天:沒錯。其實視覺衰老是非常值得重視的研究方向,其中主要的一類病癥,就是感光細胞退化的系列疾病,就是年齡相關性黃斑退化或黃斑變性,然后它分為干性和濕性兩種。濕性黃斑變性會造成快速的急劇的視覺能力的下降。就在我們眼底的位置,有一塊區域,它如果從解剖上看的話,它有點發黃,中間有一個一平方毫米的位置是一個凹陷。這個凹陷里面,百分之百都是視錐。這個地方它是沒有血管的,因為它是為了保持我們眼睛能夠盡可能地獲得高精細的視覺。
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袁嵐峰:血管會干擾自己的視覺。
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薛天:血管如果長在你的中央凹上面之后,你不就前面有個陰影嗎?所以這個位置上完全沒有血管。它的血供是靠著眼底的色素上皮細胞和脈絡膜以及這一側的房水里的營養供應提供的,但與此同時,它的代謝壓力就很大。我們的感光細胞,是每天要往前長一點的。到了早上,這前面一小段要脫離這個細胞,然后被色素上皮細胞吃進去,再把它給消化掉,再代謝走。它要吃幾十年,到了七八十歲的時候,這些功能都在退化,那么它有很多的代謝廢物,不能夠盡快地被消耗掉、被處理掉,在眼底就會堆積很多的垃圾。這些垃圾就會產生問題了,產生炎癥反應,它會產生很多的新生血管。血管太年輕,管壁不夠成熟,血管內的液會滲透出來,這樣的話就造成這里水腫,然后視網膜就脫離了色素上皮細胞。如果脫離得太多,感光細胞就會死亡。一旦它死亡,這是不可逆的。所以實際上,即便是健康人的眼衰老,我們的感光細胞是不斷死亡的。我們做過這個分析,你看一個三十歲、四十歲、五十歲到七十歲、八十歲的,明顯七十歲、八十歲的感光細胞層,大概有十層左右,它基本上就退化成只有四五層了。就是這個人,他沒覺得自己的視覺多不好,但實際上細胞已經死掉百分之五十甚至更多了,甚至百分之七八十都死掉了。
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袁嵐峰:它這個適應性還真的強啊,它那個同伴已經死了十之七八……
薛天:少掉百分之八十了,其實常規的視覺能力還在。但是這個退化過程一旦發生,它就會加速,然后造成這里面百分之九十九或者百分之百就沒了,那這塊就形成一個黑洞。典型的晚期的黃斑變性的病人,他眼前就像燒灼了一個黑洞一樣。就是眼睛前端有一個中央視覺是一個黑洞,旁邊還有,但中間沒有了。那這就有很大的問題了,因為我們的精細視覺,主要在你的中央視覺上。這個洞慢慢在擴大,如果不做救治或不做控制的話,最終這個洞就填滿了整個視野,那就失明了。
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袁嵐峰:真是非常糟糕的感覺。
薛天:那么現在常規病人怎么樣(治療)?眼科發現他是濕性黃斑變性了,就開始給他眼里面每個月或每兩個月打一針藥,打到房水里去,就是前節這個位置,帶著大量內容物的房水。它是一個抗體,它可以抑制血管的生成。
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我們這個工作相當于往前再走了一步,就是說我們每個月都打一針的話,其實病人耐受很不好。那么現在我們考慮希望產生一種辦法,可以在眼中,讓它持續地產生這種抗體。濃度不要太高,達到要求就可以了。這樣的話,我們也許能夠實現,打一針可以管幾年甚至很長時間,也許一針管終生的,這樣的治療濕性黃斑變性的辦法。
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同時它還有另外一個挑戰,就是你要表達的東西或者這個抗體,要在真正受累的位置,就是剛才講的色素上皮細胞這個位置。但這里不容易觸及,因為視網膜蓋在上面。那我直接把一個針在做治療的時候,插到視網膜和色素上皮細胞中間,把這個藥物打進去。這會造成短暫的視網膜和色素上皮細胞脫離,因為你打了藥物進去,它要吸收了之后再回去。這個手術首先風險很大,視網膜穿孔、視網膜網脫,不能回去的這些風險。所以我們想開發一種生物制劑,其實是一個小的病毒,叫AAV病毒(腺相關病毒)。
袁嵐峰:讓病毒把它帶進去。
薛天:基因治療,第一帶進去,這是其一;其二,這個病毒,我盡量不想打在視網膜下面,我想打在這個玻璃體腔房水里,就是前節這個位置。前節這個位置很簡單,任何一個縣級醫院都可以打這個藥。但是它要穿透視網膜,到達這個病變區域,那不容易。
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我們跟另外的合作者合作,我們一起開發了一種病毒的衣殼。這個殼,你可以對它上面的蛋白進行人工改造,可以讓它不感染視網膜。它可以穿透視網膜達到眼底,到達病變區域,然后在這里感染這個細胞,它持續地產生抗血管生成的抗體。這樣的話,就在local(局域)減少了血管生成。
現在這個工作開始了一期臨床、二期臨床。從前期的觀察看,幾十名病人來看,它的安全性是有充分保障的,有效性也得到很好的支持。
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你能不能看到紅外光?當然不能,因為紅外的意思本來就是在人類能看見的光之外。
但有趣的是,為什么我們看不到紅外光?這就不是個顯而易見的問題了,對它的回答需要對視覺原理的深入理解。
更有趣的是,通過生物工程的方法,我們已經可以讓動物以至于人獲得原來沒有的感知能力。2019年,我跟我的同事和朋友、中國科學技術大學生命科學與醫學部教授薛天博士對話的時候,他已經讓小鼠獲得了紅外視覺。2025年,他又把這種超能力進一步推進到人。這兩項研究都入選了當年的中國生命科學十大進展,對于治療色盲、色弱以及各種視覺疾病也有巨大的前景。
生物醫學工程還能創造多大的奇跡?讓我們繼續聆聽薛天老師的神奇探索。
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《錨點》節目中國科學技術大學科技傳播系副主任袁嵐峰對話中國科學技術大學薛天教授,東方衛視2026年2月11日播出。本片為精彩片段之二,25分鐘的全片可見于上海廣播電視臺“看看新聞”網站(https://www.kankanews.com/detail/d0y6PJxzRwR)、app以及視頻號。
■錨點節目在嗶哩嗶哩上線了!
2025年1月1日,我和上海廣播電視臺合作的科學家對話節目《錨點》在東方衛視開播,每周三22:00播出。經常有朋友問全片回放在哪里看,以前唯一可看的地方是上海廣播電視臺的“看看新聞”網站,在其中搜“錨點”就可以看到。從11月5日開始,錨點節目在嗶哩嗶哩上線了!歡迎大家關注新開的“東方衛視錨點”賬號,歡迎大家在B站觀看錨點全片,在“東方衛視錨點”賬號或者我的賬號“袁嵐峰”或者B站紀錄片頻道都可以看到。真科學,真對話,歡迎大家來到錨點!
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■ 作者簡介
袁嵐峰
中國科學技術大學科技傳播系副主任
中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心副研究員
科技與戰略風云學會會長
風云之聲
科學 · 愛國· 價值
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