菲尔·德斯特站在阿拉巴马州霍姆伍德市约翰尼餐厅的一台工业洗碗机旁,告诉店主,一切听起来终于正常了,就在他按下机器排空按钮的那一刻,一根软管突然脱落,商用清洁剂喷涌而出,击中了他的面部。
德斯特咒骂着,跑到水槽边开始冲洗眼睛,但眼睛却感觉越来越烫。他让人去找柠檬来挤入眼中。他以为,这种酸性果汁或许能中和氢氧化钠——一种碱性溶液——而它正在灼蚀他的角膜。
所有的柠檬汁都挤完之后,德斯特艰难地睁开了眼睛。
54岁的德斯特说:“我什么也看不见了。”
每年,都有成千上万的人像德斯特一样,因角膜(覆盖在虹膜上的穹顶状镜片)受伤而突然失明。这些伤害往往令人衰弱。自2017年受伤后的几周里,德斯特唯一能做的就是在他妻子上班时,躺在黑暗的床上哭泣,与其说是在哀悼失去的视力或自主能力,不如说是因为疼痛难以忍受。
医生常常告诉像德斯特这样的患者,他们的受伤眼睛将再也无法看见。但曾经只存在于科幻小说中的干细胞疗法,近年来发展迅猛,已足以实现医学突破。
最近,在美国,一种治疗方法首次被证明能够修复像德斯特这样因受伤而受损的角膜。该结果来自哈佛医学院马萨诸塞眼耳科医院的一项实验性试验,并于去年发表在《自然通讯》上。14名单眼遭受致盲性损伤的患者接受了干细胞移植到受损角膜的手术。在18个月后的复查中,主刀医生、马萨诸塞眼耳科医院角膜服务部副主任乌拉·尤尔库纳斯发现,干细胞已完全修复了其中10名患者的角膜,改善了他们的视力。德斯特是第一位接受治疗的患者。德斯特说:“我不知道她是怎么做到的,这简直是一件艺术品。”
研究人员现在正审视这项研究,并开始抱有希望地思索:科学能否也治愈其他形式的失明?尤尔库纳斯谈到她的成果时说:“这为继续挑战现有体系奠定了基础。”
健康的角膜可以不断自我修复
角膜就像覆盖在每个眼球上的小圆顶形挡风玻璃,它们必须保持透明清澈,才能将光线聚焦到眼睛的更深处。但即使在健康的眼睛中,角膜也会因日常生活的普通暴力而持续受损:飞扬的灰尘、环境中的细菌、紫外线辐射以及眨眼的机械磨损。我们通常不会注意到所有这些损伤,因为我们的角膜由一种名为角膜缘上皮细胞的干细胞持续修复。
当清洁剂击中德斯特时,他左眼中几乎所有的角膜缘上皮细胞都丧失了,但他的右眼中保留了很多。这意味着他的右眼有资源恢复部分视力——通过那只眼睛,他可以走到厨房,把食物放进微波炉,按下他妻子贴了红色胶带标记的“30秒启动”按钮,当微波炉“叮”一声响后,他可以自己吃饭。
但他的左眼状况恶化,使他失去了自理能力。那只眼睛的眼球和眼睑在没有干细胞的情况下开始粘连生长,刺激了局部神经,每当德斯特转动那只眼睛时,就会触发神经。每一次都感觉像有个木匠在朝他眼角处的头骨里钉入一颗十便士的钉子。医生称这些发作为丛集性头痛。他说:“直到尤尔库纳斯医生出现之前,这只能算是生活中的一个事实。”
2006年,尤尔库纳斯飞往日本学习一种已在罕见病例中实践多年的手术方案。京都府立医科大学眼科学前沿医学科学与技术学系主任、教授木下茂开创了使用角膜缘上皮细胞进行角膜疗法的研究。但他培养干细胞所用的溶液含有动物制品,美国食品药品监督管理局认为这过于危险(使用动物制品培养基感染患者或使其基因发生突变的可能性更大)。尤尔库纳斯将她从木下茂那里学到的知识带回美国,创造了一种能够解决FDA担忧的溶液。
到2018年——经过十多年的反复试验——尤尔库纳斯开发出了自己的、不含动物制品且符合FDA要求的培养干细胞的程序。它还需要从患者健康眼中获取更小的干细胞样本,并能产生更大的移植物。该程序首先使用一种称为新月形刀片的小型手术刀,从患者健康眼的角膜上精细地切割细胞,并将其放入培养皿中,加入恰好合适的酶来破坏不需要的细胞。然后,她的团队在一条塑料带上培养剩余的细胞约两周,直到它们形成一枚硬币大小的细胞片。从2018年到2023年,从德斯特开始,尤尔库纳斯用细如发丝的缝线将这些小小的干细胞片缝合到14名患者的受损角膜上。
每次手术后,患者在大约一个月内定期返回,以便尤尔库纳斯和她的团队观察细胞在眼球上的生长情况。喜欢园艺的尤尔库纳斯将手术的最后阶段比作移植幼苗。她说:“把细胞想象成一株植物,它需要生根。”
改善视力——并大幅减轻疼痛
一周后的复查中,德斯特的左眼又能看见了,虽然视力不佳。手术前,那只眼睛已完全失明,但现在,就像透过浑浊的水看世界一样,他在十一月坐在车里时说。他能看到车门上的汽水罐,当他把罐子举到离脸六英寸远时,他能认出“Fresca”字样。他还能辨认出停车场对面的建筑和建筑前行驶的汽车。他说:“这就是我的现状。”但是,他令人衰弱的疼痛消失了。
75岁的卡罗尔·科科扎也是尤尔库纳斯试验的参与者。科科扎在2013年患上了带状疱疹,病毒转移到了她的右眼,使角膜结疤。她说:“我能看见光,别的什么也看不见。就那么糟糕,就像透过蜡纸看东西一样。”
科科扎说,手术后几天,她就能从那只坏眼中看到影子和形状了。现在这只眼睛的视力已恢复了大约80%。她可以看书了,只要把书放在离脸一英尺以内。她说:“如果我的好眼睛出了什么问题,我现在也能照顾好自己了。”
这个手术让德斯特惊叹不已。他说,这就像《星际迷航》里的东西。在他的手术中,医生不仅修复了他的上皮细胞,还移植了一位已故捐赠者的新角膜(他的角膜受损太严重,新干细胞无法修复)。他说:“这太不可思议了。想想一百年前没人能想象到的事情,而现在——我的天哪。”
凯斯西储大学的眼科教授托马斯·斯坦内曼在俄亥俄州克利夫兰的大都会健康医疗中心进行眼科手术,这是一家一级创伤中心。在他从住院医师开始的36年职业生涯中,他见过由化学品、爆炸引起的各种最严重的眼外伤。他说:“这太可怕了,具有毁灭性。”但他表示,现在这些患者有了希望;在他有生之年,将有办法解决他们的失明和疼痛问题。
他说:“是的,我们还处于FDA测试的早期阶段,”尤尔库纳斯的试验仅进行到三期中的第二期,“但到目前为止,一切顺利。没有安全问题,在接近两年的时间里,我们谈论的是成功率——这意味着眼睛保持愈合状态——接近90%,这非常了不起。”
加州大学洛杉矶分校斯坦因眼科研究所角膜科的联合主任苏菲·邓表示,这是一个重要的里程碑。她说:“这是激动人心的时刻。他们为了遵守所有监管要求做了非常出色的工作,这极其困难。”
更多形式的失明能得到治疗吗?
尤尔库纳斯表示,角膜修复只是一个开始。她说:“这是一个可以用于眼睛其他层面的概念。”例如,视网膜,这是眼睛深处将光转换为神经信号的层。与年龄相关的视网膜退化导致全球超过800万人无法聚焦于眼前的事物。再往眼睛深处是视神经,它将神经信号从视网膜传送到大脑,大脑由此形成图像。青光眼是一种损害视神经的疾病,导致全球超过400万人失明或近乎失明。尤尔库纳斯并未参与的这项研究现在表明,将某些类型的干细胞注射到这些病变组织中,可以逆转损伤,恢复视力。
尤尔库纳斯正在努力将该技术授权出去,以便她能寻求行业资金用于三期试验,该试验需要从全国招募更多患者,且运行成本高昂。如果试验继续产生安全有效的结果,下一步将提交FDA审批。
如果该方案获得批准,尤尔库纳斯的手术将仅限于那些拥有一只健康眼睛来获取供体细胞的患者。但许多患者没有健康眼睛;他们双眼都失明了。为了解决这个问题,尤尔库纳斯正在研究从已故捐赠者的角膜缘上皮细胞培养移植物,这也有一个权衡:她可以将捐赠者的细胞储存在冰箱里,以便当患者双眼受伤来找她时能快速制作移植物,但因为干细胞来自另一个人,免疫系统会将其作为攻击目标。
从历史上看,接受异体移植的患者需要服用抑制免疫系统的药物,以防止身体杀死移植物,但免疫系统受抑制会使患者面临新的危险。与干细胞研究同步进行的基因编辑技术的进步正在改变这种旧模式。尤尔库纳斯也在尝试寻找尸体角膜缘上皮细胞的免疫标记物,以便尝试删除那些触发免疫系统的抗原。
医学其他领域的进展表明这是可能的。在1型糖尿病的治疗中,一家制药公司在临床试验中已证明,可以用干细胞替换缺失的产生胰岛素的细胞。另一家制药公司编辑了来自已故捐赠者的胰岛素产生细胞的基因,并在一名患者身上证明,它们不会产生不良免疫反应。现在研究人员正在讨论将这两种技术结合起来以治愈疾病。
德斯特过去习惯早起,在工作前阅读两个小时。他什么都读:《华尔街日报》、历史小说、吸血鬼书籍。
即使受损的眼睛得到了修复,德斯特也无法再沉浸在书本里了。他的左眼仍然太差,而右眼从来都不是主视眼,所以很快就疲劳了。他说:“现在我读书是为了目的,而不是为了快乐。”德斯特相信,如果他能在受伤后更快地接受尤尔库纳斯的手术,今天他的左眼视力会更好。但是,随着眼中疼痛的消退,他的自主感回来了。
他希望,在未来几年内,“这项技术将遍布世界上所有主要的眼科诊所,”他说,“如果没有,那将是一种犯罪。”
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