袁岚峰:您提到 “光与生命” 这个主题,还有不少重大科学问题亟待解决,比如人视网膜里的黄斑和中央凹究竟是如何形成的。
薛天:没错。其实视觉衰老是非常值得重视的研究方向,其中主要的一类病症,就是感光细胞退化的系列疾病,就是年龄相关性黄斑退化或黄斑变性,然后它分为干性和湿性两种。湿性黄斑变性会造成快速的急剧的视觉能力的下降。就在我们眼底的位置,有一块区域,它如果从解剖上看的话,它有点发黄,中间有一个一平方毫米的位置是一个凹陷。这个凹陷里面,百分之百都是视锥。这个地方它是没有血管的,因为它是为了保持我们眼睛能够尽可能地获得高精细的视觉。
袁岚峰:血管会干扰自己的视觉。
薛天:血管如果长在你的中央凹上面之后,你不就前面有个阴影吗?所以这个位置上完全没有血管。它的血供是靠着眼底的色素上皮细胞和脉络膜以及这一侧的房水里的营养供应提供的,但与此同时,它的代谢压力就很大。我们的感光细胞,是每天要往前长一点的。到了早上,这前面一小段要脱离这个细胞,然后被色素上皮细胞吃进去,再把它给消化掉,再代谢走。它要吃几十年,到了七八十岁的时候,这些功能都在退化,那么它有很多的代谢废物,不能够尽快地被消耗掉、被处理掉,在眼底就会堆积很多的垃圾。这些垃圾就会产生问题了,产生炎症反应,它会产生很多的新生血管。血管太年轻,管壁不够成熟,血管内的液会渗透出来,这样的话就造成这里水肿,然后视网膜就脱离了色素上皮细胞。如果脱离得太多,感光细胞就会死亡。一旦它死亡,这是不可逆的。所以实际上,即便是健康人的眼衰老,我们的感光细胞是不断死亡的。我们做过这个分析,你看一个三十岁、四十岁、五十岁到七十岁、八十岁的,明显七十岁、八十岁的感光细胞层,大概有十层左右,它基本上就退化成只有四五层了。就是这个人,他没觉得自己的视觉多不好,但实际上细胞已经死掉百分之五十甚至更多了,甚至百分之七八十都死掉了。
袁岚峰:它这个适应性还真的强啊,它那个同伴已经死了十之七八……
薛天:少掉百分之八十了,其实常规的视觉能力还在。但是这个退化过程一旦发生,它就会加速,然后造成这里面百分之九十九或者百分之百就没了,那这块就形成一个黑洞。典型的晚期的黄斑变性的病人,他眼前就像烧灼了一个黑洞一样。就是眼睛前端有一个中央视觉是一个黑洞,旁边还有,但中间没有了。那这就有很大的问题了,因为我们的精细视觉,主要在你的中央视觉上。这个洞慢慢在扩大,如果不做救治或不做控制的话,最终这个洞就填满了整个视野,那就失明了。
袁岚峰:真是非常糟糕的感觉。
薛天:那么现在常规病人怎么样(治疗)?眼科发现他是湿性黄斑变性了,就开始给他眼里面每个月或每两个月打一针药,打到房水里去,就是前节这个位置,带着大量内容物的房水。它是一个抗体,它可以抑制血管的生成。
我们这个工作相当于往前再走了一步,就是说我们每个月都打一针的话,其实病人耐受很不好。那么现在我们考虑希望产生一种办法,可以在眼中,让它持续地产生这种抗体。浓度不要太高,达到要求就可以了。这样的话,我们也许能够实现,打一针可以管几年甚至很长时间,也许一针管终生的,这样的治疗湿性黄斑变性的办法。
同时它还有另外一个挑战,就是你要表达的东西或者这个抗体,要在真正受累的位置,就是刚才讲的色素上皮细胞这个位置。但这里不容易触及,因为视网膜盖在上面。那我直接把一个针在做治疗的时候,插到视网膜和色素上皮细胞中间,把这个药物打进去。这会造成短暂的视网膜和色素上皮细胞脱离,因为你打了药物进去,它要吸收了之后再回去。这个手术首先风险很大,视网膜穿孔、视网膜网脱,不能回去的这些风险。所以我们想开发一种生物制剂,其实是一个小的病毒,叫AAV病毒(腺相关病毒)。
袁岚峰:让病毒把它带进去。
薛天:基因治疗,第一带进去,这是其一;其二,这个病毒,我尽量不想打在视网膜下面,我想打在这个玻璃体腔房水里,就是前节这个位置。前节这个位置很简单,任何一个县级医院都可以打这个药。但是它要穿透视网膜,到达这个病变区域,那不容易。
我们跟另外的合作者合作,我们一起开发了一种病毒的衣壳。这个壳,你可以对它上面的蛋白进行人工改造,可以让它不感染视网膜。它可以穿透视网膜达到眼底,到达病变区域,然后在这里感染这个细胞,它持续地产生抗血管生成的抗体。这样的话,就在local(局域)减少了血管生成。
现在这个工作开始了一期临床、二期临床。从前期的观察看,几十名病人来看,它的安全性是有充分保障的,有效性也得到很好的支持。
你能不能看到红外光?当然不能,因为红外的意思本来就是在人类能看见的光之外。
但有趣的是,为什么我们看不到红外光?这就不是个显而易见的问题了,对它的回答需要对视觉原理的深入理解。
更有趣的是,通过生物工程的方法,我们已经可以让动物以至于人获得原来没有的感知能力。2019年,我跟我的同事和朋友、中国科学技术大学生命科学与医学部教授薛天博士对话的时候,他已经让小鼠获得了红外视觉。2025年,他又把这种超能力进一步推进到人。这两项研究都入选了当年的中国生命科学十大进展,对于治疗色盲、色弱以及各种视觉疾病也有巨大的前景。
生物医学工程还能创造多大的奇迹?让我们继续聆听薛天老师的神奇探索。
《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学技术大学薛天教授,东方卫视2026年2月11日播出。本片为精彩片段之二,25分钟的全片可见于上海广播电视台“看看新闻”网站(https://www.kankanews.com/detail/d0y6PJxzRwR)、app以及视频号。