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2015國際盲人節:讓科技帶來光明

  千千萬萬的盲人,他們在黑暗中前行,他們看不到光明,但能用心去感受世界;他們看不到世界,但能在生活中感受到愛。本月15日是第32個國際盲人節,讓我們來一起關懷明人士,了解新科技為他們帶來的福音。

  現狀

  據世界最新國際醫學眼科專題研討會公布,全球每年新增加盲人100萬,專家估計如果失明和視力損傷發生的趨勢繼續下去,至2020年失明人數將增加一倍。發展中國家更為重要,全球十分之九的盲人生活在發展中國家。據統計,我國大約有700萬盲人,最常見的致盲性眼病包括白內障、角膜病、青光眼和視網膜變性疾病(如老年性黃斑變性、視網膜色素變性),其中視網膜變性疾病占了1/3以上。常用的眼科檢查與治療方式有眼底血管熒光造影、眼顯微手術、青光眼發病機制和手術、現代白內障和人工晶體植入術、玻璃切除術以及屈光不正手術等。

  突破技術

  隨著科技的發展,生物學技術已深入到各個領域。如今基因療法、免疫療法、干細胞移植等方法越來越受醫學研究者的青睐,這些技術在癌症、遺傳疾病以及其他重大疾病的研究報道層出不窮。近年來也有研究應用基因療法以及干細胞移植來治療失明,為幫助患者重見光明開辟新途徑。

  仿生視網膜——裝進眼球裡的攝像機

  視網膜色素變性、老年性黃斑變性等視網膜病變導致西方世界約600萬人失明。近年來已經出現了可能的治愈方法,如細胞移植和視網膜假體植入等。以色列一家名為“納米視網膜”的公司研發出一款名為“仿生視網膜”的新的仿生產品。

  根據該公司的介紹,這款產品非常微小,植入眼睛後可以替代那些受損的感光細胞起到感光器的作用。更具體地說,“仿生視網膜”是以自然的方式將所接收到的光線轉化為電子信號,刺激神經元和腦細胞,然後將截取到的畫面傳送給大腦。

  報道稱,這款產品能夠與瞳孔擴張或眼球轉動等眼睛的正常運轉和諧共存,病患在接受“仿生視網膜”移植後在從一邊望向另一邊時也不用轉動頭部。

  除了植入“仿生視網膜”外,患者還需佩戴一副特制眼鏡,該眼鏡包含可以無線充電的電池,為植入眼睛的“仿生視網膜”提供能量。整個移植過程只需30分鐘,在局部麻醉後直接植入受損的視網膜中。

  “納米視網膜”公司稱,移植成功後重見光明幾乎是即刻的,手術的恢復期預計在1周左右,此後患者就能看電視和辨認人臉,雖然看到的畫面只是黑白的。

  據報道,這款產品已在豬身上已經試驗成功,預計未來一年內能夠應用於人眼,價格約在1500歐元左右。

  仿生眼——比仿生視網膜更進一步

  美國加州斯坦福大學的研究人員研制出依靠光能驅動的人造仿生眼,有望幫助失明患者重見光明。這種新型仿生眼實際上是植入視網膜後面的微型芯片,其工作原理和太能能電池板類似:一副裝有微型攝像頭的護目鏡記錄患者眼前的影像,之後向芯片發射光束,芯片把光電刺激轉換為神經脈沖信號傳遞給神經,成像在視網膜上,從而幫助失明患者看見事物。

  與年齡有關的黃斑變性和視網膜色素變性會造成眼睛裡的感光細胞死亡,最終導致失明。視網膜植入芯片通過刺激眼睛後面的神經,能幫助部分患者重獲光明。

  之前,英國曾有兩位失明男子通過視網膜移植技術恢復了部分視覺,他們在微型芯片植入手術後能感知光亮,甚至一些事物的大致輪廓。然而,這種芯片工作時需要電池供電,必須在患者耳後安裝電池,還有連接芯片和電池的線纜。

  斯坦福大學的研究人員說,他們這次研發的仿生眼直接通過光能驅動,“省去了復雜的電子設備和布線的需要”,將仿生眼技術向前推進了一步。自然光線一般很弱,而仿生眼發出的光是自然光的1000倍。

  研究人員說,無線仿生眼手術過程比其他視網膜修復手術要簡單得多,這樣一種完全集成的無線植入,能使因視網膜退行性疾病而失明的患者恢復有用視力。此仿生眼還沒有應用於人,但已被證明對老鼠有用。如果研究最終能夠得以實現,那將是無數失明患者的福音。

2015國際盲人節:讓科技帶來光明

  智能眼鏡——免手術就能恢復視力

  英國科學家設計出讓盲人看到事物的智能眼鏡。它們通過兩個小型攝像頭和一部袖珍電腦捕捉信息,使佩戴者意識到前面的人和物體。它們甚至可以讓盲人“看到”自動提款機上的顯示屏或閱讀飯店菜單。

  這種仿生眼鏡看上去和普通眼鏡一樣,售價不到1000英鎊。英國有30萬登記過的盲人,這種智能眼鏡有望適用於其中大多數人。牛津大學眼科專家羅伯特-馬克拉倫說:“多年來,這只是科幻電影的題材。但我們現在看到電子視覺輔助工具的真實前景。它們可以像普通眼鏡一樣隨意佩戴。”

  英國大多數登記過的盲人仍然可以感覺到光,這種智能眼鏡正是利用這個特點。鏡框內針頭一般大的攝像頭捕捉眼前信息,然後把它們發送到一部置於佩戴者口袋內的小型電腦。經過處理,信息變成一個形狀,顯現在鏡片上。

  人或物體越是接近佩戴者,形狀就越明亮。雖然佩戴這種眼鏡依然不能看到太多事物,卻足以讓盲人獨自逛商店或乘坐公交車。電腦軟件的深入開發可能讓它們識別公車站和公交車車號。

  智能眼鏡甚至可讓盲人閱讀菜單。微型攝像頭捕捉信息,接著口袋內的微型電腦對信息進行處理,然後通過耳機讓佩戴者知道菜單上的單詞。它們的其他用途還有引領佩戴者找到一座大型建築的出口和鏡片上呈現出明亮的門把手等。

  這種智能眼鏡的發明人、牛津大學的史蒂芬-希克斯說:“這是電腦視覺換金時代的開始。這項最新研究不僅使電腦看到臉和單詞等單一物體,還能理解整個場景。”英國皇家學會副主席安東尼-奇塔姆教授說:“希克斯的科研工作鼓舞人心。他的發明具有改變許多人生活的潛能。”

  基因療法——針對遺傳性眼病

  基因療法,只需一個簡單的基因手術就可以使成千上萬的無法治愈失明患者重見光明。它是利用健康的基因來填補或替代基因疾病中某些缺失或病變的基因,目前的基因療法是先從患者身上取出一些細胞,然後利用對人體無害的逆轉錄病毒當載體,把正常的基因嫁接到病毒上,再用這些病毒去感染取出的人體細胞,讓它們把正常基因插進細胞的染色體中,使人體細胞就可以“獲得”正常的基因,以取代原有的異常基因,原則上可以用於治療許多遺傳疾病。

  基因療法治療失明的首例試驗在2007年,受試對象為10個患有雷伯氏先天性黑內障的志願者,這些志願者的PRE65基因都發生了突變。研究人員將攜帶RPE65正常拷貝基因的無害病毒注入受試者眼中。接受治療之後,一些患者開始看清眼前揮動的手指,甚至能閱讀圖表上的六行信息,另外一些受試者能在昏暗的燈光下進行越障訓練,同時研究人員向FDA申請將此種基因療法用於治療雷伯氏先天性黑內障。

  2014年1月牛津大學Robert Mac Laren教授領導的科研小組在無脈絡膜(Choroideremia )患者的視網膜上通過重建有缺陷的基因使患者重見光明,在英國醫學界引起了轟動。研究人員通過向患者的視網膜內注入表達REP-1蛋白質的目的基因CHM,並使其成功表達從而使患者重見光明。相關研究成果發表於《柳葉刀》上。雖然基因治療失明的方法在歷史上是罕見的,但是其成功治療無脈絡膜患者的先例,將會繼續被應用推廣到用來治療其他類型的失明。

  干細胞移植——讓老人也能恢復視力

  早在2012年和2014年發表在《柳葉刀》上的兩篇文章,證明了人類胚胎干細胞分化而成的細胞可以被安全地注射到視網膜背後的空腔內用於治療黃斑變性。科學家們首先將人類胚胎干細胞分化成RPE細胞,然後將RPE細胞注射到病人的眼睛裡,寄希望於移植的RPE細胞能夠在病人眼中“扎根”生長,替代已經失去功能的RPE細胞,從而避免更多視網膜細胞的凋亡。在經過治療後三名病人的視力都得到了改善,標准的視力測試顯示,這三名病人能夠看清兩到四行的字母,但是那位79歲的老年性黃斑病變患者幾乎沒有改善。

  去年9月12日,日本理化研究所(RIKEN)的研究小組宣布,他們利用能發育成多種細胞的iPS細胞制成視網膜細胞,並於當日移植到一名滲出型老年黃斑變性女患者的右眼中。這是世界首例利用iPS細胞完成的移植手術。患者於同年9月18日下午出院;據醫院介紹,患者沒有並發症等問題,情況良好。患者將繼續到醫院接受診療,手術團隊將用約一年時間評估移植細胞的安全性與效果。

  今年9月份,CCTV13《新聞直播間》報道表示目前我國第三軍醫大學在國際上成功開展干細胞移植治療手術,為出血性老年性黃斑變性患者重見光明開辟了新的治療途徑。第三軍醫大學陰正勤教授主持的國家 973項目正是針對這樣的致盲性眼病創新采用胚胎干細胞移植技術進行治療。該治療方法首先去除出血病灶,再把人胚胎干細胞來源的視網膜色素上皮細胞移植到病灶處。陰正勤教授說:“患者近一個月的恢復情況很好,視力能夠達到0.15,遮擋感也消除了。”

  據報道,英國第一個病人已經接受了開創性的人類胚胎干細胞的手術,醫生希望能有效對抗一個由常見原因導致的失明。根據發布的一份聲明顯示:接受手術的是一名60歲的女性患者,患有老年黃斑變性(age-related  macular degeneration-AMD),於今年9月在倫敦摩菲眼科醫院(MoorfieldsEye Hospital)進行了手術。手術被認為是成功的,迄今為止還沒有出現過並發症。

 

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