【佳學(xué)基因檢測】顏色視力障礙發(fā)生的原因及其基因檢測

1、色盲與色弱基因檢測

色盲是一種視網(wǎng)膜疾病，主要表現(xiàn)為色覺障礙，特征為全色盲、紅綠色盲和藍(lán)黃色盲。隨著基因解碼技術(shù)的發(fā)展和生命活動發(fā)生的理論基礎(chǔ)的進(jìn)步，人們對色盲的基因信息基礎(chǔ)進(jìn)行了廣泛的研究，并探索了各種治療方法?！额伾暳φ系K發(fā)生的原因及其基因檢測》旨在全面回顧色盲的病理機(jī)制、臨床癥狀和治療方案的最新進(jìn)展。此外，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組還討論了為治療色盲而開發(fā)的各種方法，包括基因治療、藥物干預(yù)和視覺輔助。此外，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組重點(diǎn)介紹了這些治療方法的臨床試驗(yàn)的良好結(jié)果，以及為實(shí)現(xiàn)有效和持久的治療效果必須解決的持續(xù)挑戰(zhàn)。總的來說，這篇綜述為色盲的當(dāng)前研究狀況提供了寶貴的見解，旨在為進(jìn)一步研究和開發(fā)這種疾病的有效治療方法提供參考。

2、顏色視力障礙發(fā)生的原因及其基因檢測關(guān)鍵詞

色盲、全色盲、視錐細(xì)胞、機(jī)制、治療

3、視覺產(chǎn)生的基因解碼

根據(jù)《人體基因序列變化及疾病表征》視覺是人類最重要的信息來源之一。人類視覺系統(tǒng)依賴于位于視網(wǎng)膜內(nèi)的兩種光感受器（圖1A），即視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。人類視網(wǎng)膜含有約9000萬至1.2億個視桿細(xì)胞，而視錐細(xì)胞只有400萬至600萬個。視桿細(xì)胞位于除中央凹以外的所有區(qū)域，而視錐細(xì)胞則聚集在中央凹。其中，視桿細(xì)胞負(fù)責(zé)夜視，即黑白視覺。它們非常敏感，可以可靠地接收單個光子的信號。然而，這種高靈敏度使視桿細(xì)胞容易受到飽和的影響；因此，例如，人類的視桿單色視者（視網(wǎng)膜缺乏功能性視錐細(xì)胞的人）即使在白天光照水平較低的情況下也會出現(xiàn)光盲。視錐細(xì)胞負(fù)責(zé)日間視覺和彩色視覺。視錐細(xì)胞的敏感度比視桿細(xì)胞低100到1000倍。視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞敏感度不同的主要原因是視錐細(xì)胞能夠更快地終止對光的反應(yīng)。這確保了視錐細(xì)胞不會飽和，并在自然界中可用的最大強(qiáng)度下提供有用的視覺。當(dāng)視錐細(xì)胞功能受損時，可能會導(dǎo)致色盲。

色盲是一種視錐細(xì)胞功能障礙綜合征 (CDS)，是一種色覺疾病，包括先天性和后天性。患有這種疾病的患者無法區(qū)分自然光譜中的一種或多種顏色。先天性色覺疾病是一種通過染色體遺傳的遺傳性視網(wǎng)膜疾病 (IRD)，影響男性和女性，但男性發(fā)病率更高。后天性色覺疾病有多種原因，包括眼部和神經(jīng)系統(tǒng)疾病、某些代謝性疾病、藥物毒性和接觸某些溶劑。此外，研究表明，青少年和成年早期長期接觸酒精會導(dǎo)致視力缺陷并損害色覺。

色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組對色盲的認(rèn)識起源于1602年一位中國醫(yī)學(xué)家的記述。無獨(dú)有偶，英國物理學(xué)家、化學(xué)家羅伯特·波義爾也在1688年的文章中描述了一例“視力障礙”病例。波義爾寫道，女仆有時“想采紫羅蘭”，但“她跪在紫羅蘭生長的地方，無法通過顏色區(qū)分野草和花朵，只能通過形狀或感覺”。約100年后，英國化學(xué)家、物理學(xué)家道爾頓也發(fā)現(xiàn)了自己和弟弟的色盲現(xiàn)象，并于1793年發(fā)表了《論色盲》。為了紀(jì)念他的成就，先天性紅綠色盲又被稱為道爾頓病。

隨著現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識（包括遺傳學(xué)）的發(fā)展，人們對色盲的認(rèn)識也越來越深入。先天性色盲分為全色盲（ACHM）、紅綠色盲和藍(lán)黃色盲。

全色盲是一種常染色體隱性遺傳的視網(wǎng)膜疾病。這種疾病影響視網(wǎng)膜中的三種視錐細(xì)胞，導(dǎo)致視錐細(xì)胞完全喪失功能，視力下降，色覺完全喪失，只剩下辨別明暗的能力，常伴有畏光、眼球震顫等現(xiàn)象。

紅綠色盲（anerythrochloropsia）是一種 X 染色體上攜帶的隱性疾病，分為紅色盲（紅色盲）和綠色盲（綠色盲）。這種疾病是最常見的色覺障礙類型，約占所有色覺障礙的 95%，是最常見的單基因座遺傳疾病。患者無法區(qū)分紅色和綠色。

藍(lán)黃色盲（藍(lán)色盲）是一種常染色體顯性遺傳病，其特征是無法識別藍(lán)色和黃色，盡管患者可以識別紅色和綠色光譜。

除了以上嚴(yán)重色覺障礙的疾病外，視錐細(xì)胞功能障礙綜合征 (CDS)還包括一些嚴(yán)重程度較低的疾病，如色弱、少錐三色視覺（OT）和視遲鈍。色盲和色弱之間的界限并不十分清晰，有些患者在光線昏暗時接近色盲。色弱包括全色弱、紅綠色弱和藍(lán)黃色弱。

全色盲（achromatopsia）指的是完全喪失色覺，患者只能感知黑、白和灰色。而部分色覺障礙（如色弱或部分色盲）是色覺障礙較輕的情況。全色盲患者通常伴隨其他視力問題，如光敏感（畏光）、低視力或眼球震顫，并非沒有相關(guān)視力異?；虿l(fā)癥。全色盲患者在任何光照條件下都無法感知顏色，而色弱患者在明亮條件下通?？梢哉^(qū)分大多數(shù)顏色，但在弱光環(huán)境下區(qū)分顏色可能會變得更加困難。

紅綠色盲癥包括紅色盲癥（紅色弱視）和綠色盲癥（綠色弱視），影響患者辨別紅色和綠色的能力。在昏暗的燈光下，患者接近紅綠色盲，而在明亮的燈光下，患者接近正常。紅色弱視的患病率約為 1.08%，而綠色弱視的患病率約為 4.63%。

藍(lán)色色弱（三色盲），類似紅綠色弱，辨別藍(lán)色的能力較差。患者在光線暗時接近藍(lán)黃色盲，在光線亮?xí)r接近正常?；疾÷始s為0.2%。

目前，色盲發(fā)生率男性約為5%，女性約為0.7%，色盲基因攜帶者頻率估計(jì)為8.98%，其中完全色盲患病率估計(jì)為3萬分之一，紅色盲患病率約為1.01%，綠色盲患病率約為1.27%，藍(lán)黃盲患病率約為0.2%。

少錐三色視覺（OT）的特征是 ERG 評估中視錐細(xì)胞功能嚴(yán)重受損，同時伴有正?；蚪咏５纳时鎰e能力。1973 年，Van Lith 首次描述了這種病癥，他報告說，一個男孩盡管視力較差，明視 ERG 反應(yīng)減弱，但色覺卻幾乎正常。據(jù)推測，這是由于正常功能視錐細(xì)胞數(shù)量較少，這三種視錐細(xì)胞類型之間的分布比例保持正常，因此保留了三色視覺。

視遲鈍是一種影響視力的罕見疾病。“視遲鈍”一詞源于希臘語，意為視力遲鈍。患有視遲鈍的人的眼睛對變化的光照條件的適應(yīng)速度比平常慢。視遲鈍首次報道于 1991 年，當(dāng)時有四名荷蘭患者出現(xiàn)該病，他們對一對明亮刺激閃光中的第二個閃光的 ERG 振幅反應(yīng)抑制間隔異常長。據(jù)推測，這是由于視覺通路信號傳導(dǎo)過程的正?？焖僭偕霈F(xiàn)缺陷所致。視遲鈍（希臘語意為視力遲鈍）一詞于 2004 年被創(chuàng)造出來，用來描述這種靜止的視網(wǎng)膜表型，患有視遲鈍的患者難以適應(yīng)視錐細(xì)胞介導(dǎo)的亮度水平的突然變化，也難以看清移動的物體。

有人認(rèn)為，色覺障礙患者在夜間視覺任務(wù)中具有相關(guān)優(yōu)勢。但這種假設(shè)顯然經(jīng)不起推敲。色覺障礙不僅影響患者的日常生活，例如無法識別交通信號燈、無法看到色彩斑斕的世界，還會對患者的就業(yè)產(chǎn)生負(fù)面影響，使他們無法從事航空、航海、工程和軍事領(lǐng)域的工作。因此，盡早診斷色覺障礙十分必要。

為了挽救色覺障礙患者的視力，解決色覺障礙的病理機(jī)制，尋找正確有效的治療方法是當(dāng)務(wù)之急?！额伾暳φ系K發(fā)生的原因及其基因檢測》簡要綜述了相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展。

4、色盲色弱臨床癥狀和及其根源的基因解碼

4.1 完全色盲（全色盲）

4.1.1 全色盲的臨床癥狀

全色盲患者的視錐細(xì)胞功能完全喪失，色覺喪失，視力較差（<0.1），并伴有眼球震顫、畏光和偏心注視。遠(yuǎn)視很常見，有大量屈光不正的報道。然而，全色盲患者的視桿細(xì)胞功能正常，暗適應(yīng)能力比正常人更快。多數(shù)情況下眼底鏡檢查正常，但也有例外，也有報道發(fā)現(xiàn)眼底色素沉著、黃斑小顆粒及黃斑缺損等。

隨著基因技術(shù)的不斷進(jìn)步，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組對全色盲的理解也不斷加深。此外，新興技術(shù)和設(shè)備為 ACHM 的研究、診斷和治療提供了更好的支持，包括光學(xué)相干斷層掃描 (OCT) 和自適應(yīng)光學(xué)掃描激光檢眼鏡 (AOSLO) 的實(shí)施。OCT 能夠通過對應(yīng)于感光細(xì)胞各個方面的外部高反射帶評估體內(nèi)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)。盡管如此，傳統(tǒng)的 OCT 設(shè)備缺乏區(qū)分單個感光細(xì)胞（特別是視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的結(jié)構(gòu)）所需的橫向分辨率。因此，OCT 只能對 ACHM 中的感光細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行一般評估。但是，借助自適應(yīng)光學(xué)掃描激光檢眼鏡 (AOSLO)，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組可以以細(xì)胞水平的分辨率捕獲視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的非侵入性圖像。

隨著技術(shù)和設(shè)備的進(jìn)步，除了典型癥狀之外，還發(fā)現(xiàn)了與致病突變相關(guān)的其他癥狀。某些研究表明，GNAT2 突變可以使一些 ACHM 患者保留部分色覺。一項(xiàng)研究表明，色覺的保留可能與導(dǎo)致某些功能性蛋白質(zhì)的變異有關(guān)。盡管 ACHM 傳統(tǒng)上被認(rèn)為是一種終生穩(wěn)定的疾病，但最近的研究表明，患有 CNGA3、CNGB3和 PDE6C變異的患者有證據(jù)表明視錐細(xì)胞逐漸受累，甚至影響視桿細(xì)胞。后續(xù)研究還表明，除了 ACHM，PDE6C 突變還可導(dǎo)致視錐細(xì)胞營養(yǎng)不良（CD）和視錐-視桿細(xì)胞營養(yǎng)不良（CRD）。全視野 ERG 顯示嚴(yán)重的視錐系統(tǒng)功能障礙，但短波敏感性相對保留，類似于另一種罕見的 ACHM（GNAT2-ACHM）和藍(lán)色視錐單色病變。近視和緩慢進(jìn)行性的黃斑病變是 PDE6C 突變患者的共同特征。在 CNGA3 或 CNGB3 突變導(dǎo)致的 ACHM 患者中，約 70% 的病例橢圓體帶 (EZ) 帶（又稱內(nèi)節(jié)/外節(jié) [IS/OS] 帶）發(fā)生破壞或缺失。此外，迄今為止，在所有 ATF6-ACHM 患者中均觀察到中心凹發(fā)育不全，且中心凹形成極少。且相關(guān)研究資料顯示，ATF6 基因突變導(dǎo)致的 ACHM 幾乎沒有椎體結(jié)構(gòu)，錐體基因治療的靶點(diǎn)更少。

全4.1.2 色盲的分類

目前，已發(fā)現(xiàn)6個引起全色盲的基因，包括CNGA3、CNGB3、GNAT2、PDE6C、PDE6H和ATF6。其中，CNGA3、CNGB3、GNAT2、PDE6C和PDE6H均編碼視錐細(xì)胞特異性蛋白。超過70%的ACHM病例由CNGA3和CNGB3基因突變引起，其中CNGB3基因突變導(dǎo)致的ACHM病例比例達(dá)到50%。其余四個基因突變占病例的不到6%~8%。其余 24% 的無法解釋的病例可能是由于未檢測到的致病基因或未確定的突變造成的。

為什么一個人會出現(xiàn)全色盲？

視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞由四個主要結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域組成：外節(jié)、內(nèi)節(jié)、細(xì)胞體和突觸末端（圖 1B）。外節(jié)密集地堆積著一疊間隔約 28nm 的膜盤。這些膜盤含有視覺色素（視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)和視錐細(xì)胞中的視錐色素）和其他轉(zhuǎn)導(dǎo)成分，這些成分可以是跨膜蛋白或外周膜蛋白。視覺色素是外節(jié)中最豐富的蛋白質(zhì)。視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞之間一個有趣的差異是，視桿盤（不包括外節(jié)底部的新生盤）完全內(nèi)化，因此與質(zhì)膜物理分離，而視錐盤則保持質(zhì)膜的折疊狀態(tài)。開放的錐形盤提供了更大的表面積，使物質(zhì)能夠在細(xì)胞外部和內(nèi)部之間快速轉(zhuǎn)移。這有助于色素再生的生色團(tuán)的有效轉(zhuǎn)移和光線調(diào)節(jié)過程中鈣的快速動態(tài)變化。

視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的外節(jié)不斷更新。外節(jié)底部新形成的視盤逐漸將先前形成的視盤推向頂部。節(jié)間視盤位于側(cè)節(jié)的頂端，每天脫落，并被鄰近的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（RPE）吞噬。視盤形成和脫落的速度大致相等，從而確保成人視網(wǎng)膜的外節(jié)長度相對恒定。

內(nèi)節(jié)含有大量的內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (ER) 和高爾基體。為了滿足與光傳導(dǎo)相關(guān)的高代謝能量需求，存在大量的線粒體。所有前往外節(jié)的蛋白質(zhì)都必須穿過外節(jié)和內(nèi)節(jié)之間的狹窄通道。

突觸末端將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將它們傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜中后續(xù)的神經(jīng)元：雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。在黑暗中，外節(jié)膜上陽離子的流入產(chǎn)生穩(wěn)定的內(nèi)向電流（“暗電流”），使視桿或視錐細(xì)胞去極化，并維持突觸中谷氨酸的穩(wěn)定釋放。光信號阻止陽離子的流入（“感光”電導(dǎo)，由 cGMP 門控通道組成）以阻止暗電流并產(chǎn)生膜超極化。這種超極化會減少或終止谷氨酸的釋放。然后，信號被視網(wǎng)膜中的其他神經(jīng)元進(jìn)一步處理，然后傳輸?shù)酱竽X的更高級中樞。

人類對陽光和顏色的視覺依賴于三種功能齊全的視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞。但視錐細(xì)胞不僅負(fù)責(zé)提供顏色視覺，還負(fù)責(zé)介導(dǎo)高敏銳度空間視覺、無彩色黑白視覺和中央視力。對短波長（藍(lán)色）、中波長（綠色）和長波長（紅色）敏感的視錐細(xì)胞，即 S 視錐細(xì)胞、M 視錐細(xì)胞和 L 視錐細(xì)胞，分別表達(dá)對特定波長的光敏感的視覺色素（視錐蛋白），峰值光譜敏感度分別為 419、531 和 560 nm（圖 1C）。但不同類型的視錐細(xì)胞對很寬范圍的光波長作出反應(yīng)，因此它們具有重疊的敏感度曲線。視錐色素由11-順式視網(wǎng)膜和視蛋白組成。所有真獸類哺乳動物的視錐色素都具有相同的11-順式視網(wǎng)膜發(fā)色團(tuán)。視蛋白與發(fā)色團(tuán)的結(jié)合會使發(fā)色團(tuán)的吸收光譜紅移，而視蛋白之間的氨基酸序列差異是造成每種視錐色素光譜特性不同的原因。視錐細(xì)胞對光線的變化反應(yīng)非常迅速。即使在昏暗的光線下（響應(yīng)最慢），也只需要 20 毫秒就能達(dá)到視錐細(xì)胞對疊加閃光的峰值響應(yīng)。隨著背景強(qiáng)度的增加，視錐細(xì)胞的響應(yīng)變得更快，在非常明亮的光線下，明視覺系統(tǒng)可以檢測到周圍視網(wǎng)膜中超過 100 Hz 的閃爍。在人類視網(wǎng)膜中，L 視錐細(xì)胞和 M 視錐細(xì)胞約占視錐細(xì)胞總數(shù)的 95％。它們以六邊形圖案密集地排列在中央凹，即小凹中。S 視錐細(xì)胞位于視網(wǎng)膜周邊，在人類的小凹中并不存在。顏色識別取決于特定波長的光刺激對視錐色素的差異激發(fā)以及刺激后受體的正確處理。當(dāng)一個或多個視錐細(xì)胞的功能喪失或改變（由視蛋白基因突變、缺失或重排引起）時，就會發(fā)生色覺障礙。

完全色盲是一種罕見的常染色體隱性視網(wǎng)膜疾病，由三種視錐色素完全喪失功能引起，也稱為視桿單色癥。除ATF6（激活轉(zhuǎn)錄因子6）外，CNGA3、CNGB3、GNAT2、PDE6C和PDE6H基因均編碼視錐細(xì)胞的光轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)成分，負(fù)責(zé)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號和鈣信號。其中任何一個基因的突變都會導(dǎo)致整個光轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)系統(tǒng)的癱瘓。

CNGA3（ACHM2，OMIM600053）基因位于2號染色體上，編碼視錐細(xì)胞CNG通道（環(huán)核苷酸門控離子通道）的α亞基（表1）。CNGB3（ACHM3，OMIM605080）基因位于8號染色體上，編碼視錐細(xì)胞CNG通道的β亞基。CNGB3是歐洲和北美主要的ACHM致病基因。CNG通道是由α亞基和β亞基組成的異四聚體，是視錐細(xì)胞光轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)組裝的關(guān)鍵組分。雖然最近的研究表明，臨床上無法區(qū)分由CNGA3或CNGB3突變引起的ACHM，但它們之間存在很大差異。先前研究表明，CNGA3是一個離子傳導(dǎo)亞基，CNGA3同源通道在異源表達(dá)系統(tǒng)中完全具有功能性。但CNGB3單獨(dú)表達(dá)時，不能在異源表達(dá)系統(tǒng)中形成有功能的同源通道。因此，β亞基僅被認(rèn)為賦予CNG通道復(fù)合物特定的生物物理性質(zhì)和調(diào)控錐體CNG通道的功能，而α亞基被認(rèn)為是主要亞基。相關(guān)研究也指出，CNGA3基因突變大多為錯義突變，導(dǎo)致CNG通道失去功能。CNG通道的工作機(jī)制是，在黑暗條件下，光感受器外cGMP濃度較高，使CNG通道保持開放，陽離子內(nèi)流，而光刺激導(dǎo)致cGMP水平下降，CNG通道關(guān)閉，終止穩(wěn)定的內(nèi)向電流，從而產(chǎn)生膜超極化信號，減少光感受器突觸的谷氨酸釋放。有研究指出，自發(fā)性CNG通道活動引起的視錐細(xì)胞變性可能是色盲的致病因素。

表 1.ACHM致病基因。

GNAT2 (ACHM4, OMIM139340) 基因位于 1 號染色體上，編碼視錐細(xì)胞特異性 α 亞基，這是一種與視錐感光器外節(jié)中的視錐細(xì)胞色素偶聯(lián)的異三聚體 G 蛋白。β 和 γ 亞基與光激活的光色素相互作用，將 GTP 與 GDP 交換，從而釋放 α 亞基。激活的 GTP • 轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物結(jié)合并激活磷酸二酯酶，隨后水解 cGMP，從而有效降低其細(xì)胞內(nèi)濃度。這導(dǎo)致 cGMP 門控通道關(guān)閉，隨后膜超極化。迄今為止發(fā)現(xiàn)的所有 GNAT2 突變都會導(dǎo)致翻譯過早終止和蛋白質(zhì)在羧基末端截短。Felden 等人最近的一項(xiàng)研究。指出，在 1,116 個獨(dú)立 ACHM 家族隊(duì)列中，由 GNAT2 突變導(dǎo)致的 ACHM 患病率估計(jì)為 1.7%（圖 3）。

PDE6C (ACHM5, OMIM600827) 位于 10 號染色體上，編碼錐體磷酸二酯酶 (PDE) 的催化 α 亞基。PDE 是脊椎動物光轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的第三個組成部分，是一種四聚體蛋白質(zhì)，由兩個同等活性的催化亞基 α 和 β 以及兩個相同的抑制亞基 γ 組成。在黑暗中，兩個 γ 亞基通過結(jié)合兩個催化亞基并阻止 cGMP 水解而充當(dāng)抑制亞基。PDE 通過兩個催化亞基的 C 末端的異戊二烯化錨定在盤膜上。據(jù)報道，PDE*水解cGMP的速率接近水相擴(kuò)散極限，Km約為10μM，K cat為2 200 s −1。光轉(zhuǎn)導(dǎo)開始后，轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白收縮其抑制性γ亞基，激活PDE6C。緊接著級聯(lián)的最后一步，活化的PDE6C水解cGMP，導(dǎo)致錐體外系陽離子通道關(guān)閉，繼而使光感受器膜超極化。PDE6C基因突變導(dǎo)致其功能喪失，使得細(xì)胞內(nèi)cGMP的水解水平降低，從而引起cGMP水平升高。cGMP水平升高主要導(dǎo)致錐體外系節(jié)段cGMP門控通道過度開放，致使Ca 2+內(nèi)流不受限制。 CGMP門控通道屬于環(huán)核苷酸門控（CNG）通道家族，是一種非選擇性陽離子通道。該通道位于感光細(xì)胞的質(zhì)膜上，是光轉(zhuǎn)導(dǎo)激活階段的最后一個成分。在黑暗條件下，一至數(shù)微摩爾cGMP的基礎(chǔ)濃度可使少數(shù)CNG通道保持開放，光照后cGMP濃度下降，導(dǎo)致通道在亞毫秒級延遲內(nèi)迅速關(guān)閉。相關(guān)研究表明，胞質(zhì)中cGMP和Ca 2+離子濃度不受控制的升高可導(dǎo)致視錐細(xì)胞死亡。最近由Weisscheh等研究發(fā)現(xiàn)， cGMP和Ca 2+離子在細(xì)胞質(zhì)中起著至關(guān)重要的作用。估計(jì)在 1,074 個獨(dú)立 ACHM 家族中 PDE6C 突變的患病率為 2.4%。PDE6C 突變導(dǎo)致的 ACHM 研究得出了相互矛盾的結(jié)果，Thiadens 等人在 5 名 PDE6C 患者（20%）的隊(duì)列中得出結(jié)論，ACHM 通常是一種進(jìn)行性疾病。然而，Hirji 等人在 1 名 PDE6C 受試者（2%）的隊(duì)列中得出結(jié)論，ACHM 主要是一種靜止性疾病。這個問題需要進(jìn)一步研究。

PDE6H (ACHM6, OMIM601190) 位于 12 號染色體上，編碼錐體細(xì)胞磷酸二酯酶抑制 γ 亞基。PDE6H 突變在功能上意味著 PDE 活性持續(xù)增加，外錐節(jié)段的 cGMP 水平降低，cGMP 門控通道永久關(guān)閉，類似于持續(xù)光刺激。一項(xiàng)研究估計(jì)，在 680 個獨(dú)立的 ACHM 隊(duì)列中患病率為 0.3%。

ATF6 (ACHM7, OMIM605537) 是位于 1 號染色體上的廣泛表達(dá)基因，編碼環(huán)磷酸腺苷依賴性激活轉(zhuǎn)錄因子 6α，在未折疊蛋白反應(yīng) (UPR) 和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用。ATF6 位于常染色體隱性視錐桿營養(yǎng)不良 (CORD8) 基因座，該基因座之前被定位到1q12-q24 染色體上的 11.53 cM 區(qū)域。 ATF6是調(diào)控UPR的三種跨膜蛋白之一，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時被激活，轉(zhuǎn)錄上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊酶，有助于緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，恢復(fù)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。當(dāng)視錐細(xì)胞因過度光損傷而陷入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時，ATF6可介導(dǎo)早期UPR，緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，恢復(fù)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。此外，ATF6還能激活I(lǐng)RE1（肌醇需要酶-1），介導(dǎo)晚期UPR，在此過程中ATF6活性降低，嚴(yán)重或持續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的細(xì)胞凋亡被公認(rèn)為包括ACHM在內(nèi)的視網(wǎng)膜退行性疾病的常見通路。ATF6基因的致病序列變異導(dǎo)致這一關(guān)鍵信號通路的功能障礙，而這對光感受器細(xì)胞作為人體代謝中最活躍的細(xì)胞之一尤其有害。最近的研究表明，ATF6通路不僅在光感受器細(xì)胞中對色覺至關(guān)重要，而且在視網(wǎng)膜內(nèi)層也起著重要作用，是治療遺傳或獲得性視網(wǎng)膜疾病的潛在靶點(diǎn)。研究表明，由ATF6突變引起的ACHM病例比例不到2％。

由于視錐細(xì)胞數(shù)量稀少、COS（視錐外節(jié)）易碎等諸多原因，視錐細(xì)胞的光轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制尚不能準(zhǔn)確描述，但其機(jī)制與視桿細(xì)胞的光轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制大體相似，視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞光轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活過程并無本質(zhì)上的區(qū)別。這里色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組以視桿細(xì)胞的光轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制為例：

首先是視紫紅質(zhì)的活化，一個光子被位于視桿細(xì)胞外節(jié)的視紫紅質(zhì)分子吸收，使11-順式視黃醛（視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞的發(fā)色團(tuán)）異構(gòu)化為全反式視黃醛，從而誘導(dǎo)視紫紅質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生構(gòu)象變化，成為活化形式R*。

第二，G 蛋白的激活。所有蛋白質(zhì)都在視盤膜內(nèi)（或表面）移動，因此它們會橫向擴(kuò)散；因此，激活的 R* 和失活的 G 會瞬間接觸并結(jié)合。在這種 R*-G 狀態(tài)下，與 G 蛋白 α 亞基 (Gα) 結(jié)合的 GDP 分子被釋放，從而使細(xì)胞質(zhì)中的 GTP 分子結(jié)合到其位置。這個過程稱為核苷酸交換，可激活 G 蛋白（形成 G-GTP），然后 G 蛋白與 R* 分離。最重要的是，激活的視紫紅質(zhì) (R*) 不會因這種相互作用而發(fā)生任何改變，因此它可以通過擴(kuò)散與另一個 G 蛋白分子接觸，再次觸發(fā)核苷酸交換。在 R* 保持活性的同時，這個過程可以無限重復(fù)，因此 R* 可被視為一種催化大量 G 蛋白分子激活的酶。激活的 G 蛋白表示為 G*。

第三，PDE 的活化。由于橫向擴(kuò)散，G* 與 PDE 接觸并與其兩個受調(diào)控的 γ 亞基之一結(jié)合，從而以色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組表示的 PDE* 形式部分激活 PDE。隨后，第二個 G* 可以與第二個 γ 亞基結(jié)合，從而完全激活 PDE。與步驟 2 不同，這種激活沒有放大效應(yīng)：單個 G* 最多只能激活一個 PDE 催化亞基。

第四，環(huán)鳥苷酸環(huán)化酶（cGMP）的水解。在暗靜息狀態(tài)下，鳥苷酸環(huán)化酶（GC）合成環(huán)鳥苷酸與正常PDE緩慢水解環(huán)鳥苷酸之間存在穩(wěn)定的平衡，因此胞漿內(nèi)環(huán)鳥苷酸濃度穩(wěn)定、適中、適宜（幾微摩爾）。當(dāng)受到光刺激時，視盤蛋白被激活（步驟1-3），由此產(chǎn)生的PDE*激活使環(huán)鳥苷酸水解速度加快，從而降低環(huán)鳥苷酸濃度。

最后，離子通道關(guān)閉。在黑暗條件下，環(huán)鳥苷酸在靜息濃度下與細(xì)胞質(zhì)膜中的一部分離子通道結(jié)合并保持開放。雖然這一比例很?。ㄍǔＶ挥邪俜种畮祝_放通道的數(shù)量足以傳導(dǎo)在黑暗條件下流入外節(jié)的大量陽離子電流（數(shù)十 pA）。當(dāng)環(huán)鳥苷酸的濃度在光照下下降時，環(huán)鳥苷酸會從通道上解離，導(dǎo)致通道關(guān)閉，從而產(chǎn)生細(xì)胞的電反應(yīng)——循環(huán)電流減少，隨之而來的是超極化（圖 3）。

雖然潛在機(jī)制表現(xiàn)出廣泛的相似性，但存在顯著的區(qū)別。首先，在視錐細(xì)胞中，接收入射光信號的是視錐視覺色素而不是視紫紅質(zhì)。其次，體外生化分析一致表明，視錐視覺色素的激活速度比視紫紅質(zhì)慢 2-5 倍。這已在人類、小鼠和雞中得到證實(shí)。第三，視錐細(xì)胞特異性視紫紅質(zhì)激酶 (G 蛋白偶聯(lián)受體激酶 7，GRK7) 的磷酸化可確保視錐細(xì)胞 R* 的快速猝滅，GRK7 的表達(dá)水平和比活性明顯高于視桿細(xì)胞中的 GRK1 。第四，視桿細(xì)胞可以對單個光子作出反應(yīng)，而視錐細(xì)胞需要受到一百多個光子的刺激。第五，在視桿外節(jié) (ROS) 中，視盤膜與質(zhì)膜分離并被質(zhì)膜包圍。相反，視錐外節(jié) (COS) 由質(zhì)膜堆疊內(nèi)陷形成。因此，視桿細(xì)胞盤被質(zhì)膜與細(xì)胞外空間隔開，而視錐細(xì)胞盤則向細(xì)胞外基質(zhì)開放。視錐細(xì)胞外節(jié)的結(jié)構(gòu)大大增加了其盤膜的表面積和視錐細(xì)胞的表面積與體積比。視錐細(xì)胞外節(jié)連續(xù)、開放的結(jié)構(gòu)有利于視錐細(xì)胞內(nèi)光傳遞和代謝的快速反應(yīng)，保證了視錐細(xì)胞與光感受器間基質(zhì)之間物質(zhì)的快速運(yùn)輸（IPM）。第六，視錐細(xì)胞發(fā)色團(tuán)的猝滅和再生速度快于視桿細(xì)胞。

簡而言之，光在視錐細(xì)胞中的傳導(dǎo)過程可以描述如下：當(dāng)暴露于光線時，細(xì)胞內(nèi)的視錐視覺色素分子受到刺激。這種刺激激活了轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白 α 亞基（GNAT2 = G α ）。在鳥苷結(jié)合位點(diǎn)，鳥苷二磷酸（GDP）與鳥苷三磷酸（GTP）交換，導(dǎo)致抑制性 βγ 亞基的釋放和 G 蛋白的活化形式（G α -GTP）的形成?；罨?Gα-GTP 導(dǎo)致磷酸二酯酶 (PDE) 活性顯著增加。PDE 負(fù)責(zé)水解環(huán)鳥苷單磷酸 (cGMP) 并有效降低其在視錐細(xì)胞外節(jié)的濃度。cGMP 濃度的降低導(dǎo)致異四聚體 cGMP 門控陽離子通道 (CNGA3/CNGB3) 關(guān)閉，導(dǎo)致視錐細(xì)胞膜超極化。膜超極化導(dǎo)致興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放減少。最后，視錐細(xì)胞通過激活的光傳導(dǎo)蛋白的一系列猝滅/終止反應(yīng)從光反應(yīng)中恢復(fù)，最終使細(xì)胞恢復(fù)到暗適應(yīng)狀態(tài)。這些復(fù)雜的步驟確保視錐細(xì)胞能夠有效地檢測光并處理信號。

4.2 紅綠色盲

紅綠色盲的臨床癥狀

負(fù)責(zé)編碼紅色視錐蛋白和綠色視錐蛋白的基因位于 X 染色體 Xq28 上，編碼在 L 視錐細(xì)胞和 M 視錐細(xì)胞中特異表達(dá)的光敏色素的蛋白質(zhì)成分，其突變會導(dǎo)致紅綠色盲。紅綠色盲患者通常會出現(xiàn)視力下降、畏光、眼球震顫和近視等癥狀。盡管女性攜帶者沒有癥狀，但共聚焦自適應(yīng)光學(xué)掃描激光檢眼鏡 (AOSLO) 顯示出不同程度的視錐細(xì)胞密度降低、間距增加和組織破壞，表型變異可能與隨機(jī) X 染色體失活有關(guān)。

紅綠色盲的病理機(jī)制

紅綠色盲是一種X連鎖隱性遺傳病，由OPN1MW（視蛋白1中波長基因，OMIM300821）和OPN1LW（視蛋白1長波長基因，OMIM300822）兩個基因突變引起，導(dǎo)致長波長感光視蛋白和中波長感光視蛋白的缺乏（表2）。在人類中，OPN1MW和OPN1LW基因在X染色體上首尾相連。OPN1LW和OPN1MW基因各有6個外顯子。OPN1LW和OPN1MW幾乎完全相同，核苷酸序列同源性超過98％。由于 L 和 M 視蛋白基因相似，它們?nèi)菀装l(fā)生不平等的同源重組，這對視覺功能具有深遠(yuǎn)的影響。外顯子 1 和 6 高度保守，幾乎沒有變化。外顯子 5 編碼氨基酸差異，在功能上區(qū)分 L 和 M 感光色素。外顯子 2、3 和 4 在 L-視蛋白（紅色）和 M-視蛋白基因（綠色）之間有所不同。 OPN1LW和OPN1MW的選擇性表達(dá)受特定的近端啟動子和單個上游基因座控制區(qū)（LCR）調(diào)控，確保每個視錐細(xì)胞中只表達(dá)一種視蛋白基因。目前，紅綠色盲的病理機(jī)制有四種：一是基因座控制區(qū)部分或全部缺失，導(dǎo)致視蛋白基因陣列的轉(zhuǎn)錄終止；二是長波視蛋白和中波視蛋白基因陣列發(fā)生非同源重組，隨后發(fā)生失活突變；三是單個視蛋白基因陣列中一個完整的外顯子缺失。第四種是OPN1LW與OPN1MW之間發(fā)生突變轉(zhuǎn)移的基因轉(zhuǎn)換。此外，在某些情況下，還與視錐細(xì)胞營養(yǎng)不良有關(guān)（圖4）。

表 2.視蛋白基因。

4.3 藍(lán)黃色盲

藍(lán)黃色盲的臨床癥狀

負(fù)責(zé)編碼藍(lán)錐蛋白的基因位于 7 號染色體 7q32 位置。該基因稱為 OPN1SW（視蛋白 1 短波長基因，OMIM190900），與其他兩個視蛋白基因的核苷酸序列相似性僅為 40% 左右。OPN1SW 突變會導(dǎo)致藍(lán)錐蛋白功能異常，從而導(dǎo)致一種稱為藍(lán)黃色盲的疾病。受影響的個體難以有效地感知短波長范圍內(nèi)的顏色，但他們?nèi)阅軈^(qū)分中長波長范圍內(nèi)的顏色。

藍(lán)黃色盲的病理機(jī)制

藍(lán)黃色盲是一種顯性遺傳性疾病，病理學(xué)簡單。編碼藍(lán)錐視蛋白的基因中的錯義突變導(dǎo)致藍(lán)錐視蛋白序列內(nèi)的氨基酸取代。因此，患有這些突變的個體會出現(xiàn)藍(lán)黃色盲。其他研究表明，藍(lán)黃色盲可能與 OPN1SW 剪接缺陷和單倍體不足有關(guān)（圖 4）。

5.治療方法

5.1. ACHM 的治療

目前，尚無針對全色盲的藥物治療或治療方法。這種疾病的治療主要需要準(zhǔn)確的基因檢測及遺傳咨詢，為患者及其家人提供指導(dǎo)和支持。低視力設(shè)備也可用作視覺輔助工具，協(xié)助完成視覺任務(wù)。為了緩解畏光癥狀，全色盲患者也可以佩戴彩色隱形眼鏡或眼鏡。一項(xiàng)研究報告稱，佩戴紅色眼鏡或紅色隱形眼鏡可以緩解畏光患者的癥狀。臨床試驗(yàn)表明，這些視覺輔助工具（如彩色隱形眼鏡或眼鏡）在解決與色覺障礙相關(guān)的挑戰(zhàn)方面并不能完全有效。

然而，值得注意的是，與全色盲相關(guān)的所有基因的編碼序列都相對較小，通常小于 2,600 個堿基對 (BP)。這種緊湊的尺寸使其能夠被封裝在腺相關(guān)病毒 (AAV) 基因治療載體中，這為潛在的基因治療干預(yù)帶來了希望。盡管 AAV 作為基因傳遞系統(tǒng)具有固有的局限性，但載體工程的進(jìn)步提供了開發(fā)具有增強(qiáng)傳遞能力的改進(jìn)重組 AAV (rAAV) 變體的潛力。這些工程化的 rAAV 載體旨在克服尺寸限制并提高基因轉(zhuǎn)移效率，從而擴(kuò)大其在各種基因治療應(yīng)用中的治療潛力。目前，已有多項(xiàng)研究提供了令人信服的證據(jù)，證明基因療法或替代療法可有效恢復(fù)各種基因型全色盲 (ACHM) 動物模型的錐體功能。研究報告稱，在由 GNAT2 突變導(dǎo)致的全色盲 (ACHM) 病例中，錐體細(xì)胞表現(xiàn)出相對保存良好的狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)表明，針對錐體細(xì)胞的干預(yù)措施可能具有廣闊的治療窗口。一項(xiàng)對Gnat cpfl3 （視錐光感受器功能喪失-3）小鼠的研究表明，遞送GNAT2 cDNA可恢復(fù)視錐功能，光適應(yīng)視網(wǎng)膜電圖（ERG）和視運(yùn)動反應(yīng)（OMR）測試的改善可以證明這一點(diǎn)。另一項(xiàng)研究采用表達(dá)人CNGB3的AAV5載體治療兩種色盲犬模型，成功改善了它們對迷宮任務(wù)的反應(yīng)和功能性視覺。在哺乳動物中，只有靈長類動物具有三色視覺，因此，這些基于非靈長類色盲模型的研究仍需進(jìn)一步開展。而且值得注意的是，不同致病基因突變引起的ACHM的視錐細(xì)胞殘基有所不同，不能一概而論。

有趣的是，先前的研究得出了相互矛盾的結(jié)果。具體來說，一些研究表明，基因治療的治療窗口會隨著年齡的增長而減小。然而，研究表明，ACHM 患者的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)或功能退化與年齡之間的明確關(guān)系尚未確定。這意味著基因治療在特定情況下的潛在干預(yù)窗口可能比之前假設(shè)的更廣。

值得強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)前的研究正轉(zhuǎn)向使用視網(wǎng)膜下 (SR) 注射作為給藥方法，而不是玻璃體內(nèi)注射。這種變化是由于玻璃體內(nèi)注射在有效靶向外層視網(wǎng)膜方面的局限性以及錯過內(nèi)層視網(wǎng)膜目標(biāo)位置的風(fēng)險增加所致 。盡管基因治療取得了令人欣慰的進(jìn)展，但對綿羊和非人類靈長類動物模型的安全性研究表明，注射會導(dǎo)致炎癥。然而，令人欣慰的是，幾種基因療法已顯示出普遍可接受的安全性，表明它們在未來臨床應(yīng)用的可行性。

另一項(xiàng)研究報道了CNTF（睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子）對退行性疾病中的視桿和視錐光感受器均有治療作用。這一發(fā)現(xiàn)凸顯了CNTF作為保存和促進(jìn)退行性疾病感光細(xì)胞功能的治療選擇的潛力。并且已證明CNTF在幾種動物模型中對視桿感光細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)作用。最近的研究表明，CNTF還能對視錐光感受器產(chǎn)生保護(hù)作用，并促進(jìn)退化視錐細(xì)胞外節(jié)的再生。這些研究成果引起了科學(xué)界的極大關(guān)注。目前，一項(xiàng)I/II期臨床試驗(yàn)（國家臨床試驗(yàn)號：NCT01648452）正在進(jìn)行中，以評估CNTF治療對CNGB3突變患者的療效。然而，試驗(yàn)結(jié)果表明，CNTF并未導(dǎo)致視錐細(xì)胞功能顯著改善。這表明，視錐細(xì)胞CNGB3對CNTF的反應(yīng)可能存在物種差異，這突出表明需要進(jìn)一步研究和了解人類的潛在機(jī)制。有趣的是，聯(lián)合使用CNTF已被證明可以克服單獨(dú)基因治療的一個主要局限性，即無法在大多數(shù)1歲以上的狗身上達(dá)到治療效果。這一有希望的發(fā)現(xiàn)凸顯了CNTF作為與基因治療相結(jié)合的輔助療法的潛力，為這些病例的治療干預(yù)提供了一種新的途徑。

CNGA3 和 CNGB3 突變導(dǎo)致的 ACHM 占所有病例的 70%，是研究最廣泛的基因。事實(shí)上，北美、歐洲和中東地區(qū)已經(jīng)取得了相關(guān)進(jìn)展，并已啟動 AAV 攜帶者治療色盲的一期臨床試驗(yàn)，分別是德國（CNGA3，NCT02610582）、美國和以色列（CNGA3，NCT02935517）、美國（CNGB3，NCT0259922）和英國（CNGB3，NCT03001310；表 3）。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)已經(jīng)取得成果：

表 3.AAV治療項(xiàng)目。

在自然發(fā)生的綿羊模型中成功進(jìn)行基因增強(qiáng)療法后），美國一些研究中心啟動了 I/II 期人體試驗(yàn)（ClinicalTrials.gov，ID NCT02935517）。在該試驗(yàn)中，患者接受單次視網(wǎng)膜下注射 AAV2tYF 衣殼變體治療，該變體攜帶 CNGA3 轉(zhuǎn)基因，受工程化 PR1.7 錐體特異性視蛋白啟動子的控制，位于患者較差的眼睛中。雖然治療 1 年后患者的視力有所改善，但沒有證據(jù)表明色覺有所改善。

在另一項(xiàng)研究（ClinicalTrials.gov，ID NCT02610582）中，研究人員獲得了更令人興奮的結(jié)果。這項(xiàng)針對全色盲的基因治療研究發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜下注射 AAV8.CNGA3 具有極好的安全性，治療 1 年后患者的功能得到改善，但由于缺乏隨機(jī)同期對照個體，因此無法確定因果關(guān)系。盡管隊(duì)列規(guī)模有限，但仍然注意到視力、對比敏感度和色覺等功能的改善。此外，患者報告的結(jié)果測量為可能有益的治療效果提供了額外支持。例如，用 AAV8.CNGA3 治療后，區(qū)分顏色的能力有所提高，視力和識別字母和數(shù)字的能力也有所提高——這些都是日常生活中的關(guān)鍵任務(wù)。因此，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)，以重組 AAV8 為靶點(diǎn)對視錐細(xì)胞進(jìn)行基因補(bǔ)充可以安全成功地應(yīng)用。更重要的是，這些數(shù)據(jù)證明，完全全色盲的成年患者可以獲得視錐細(xì)胞功能。

在一項(xiàng)治療 CNGB3 相關(guān) ACHM 的研究中（ClinicalTrials.gov，ID NCT03001310），研究人員取得了令人欣喜的成果。這是一項(xiàng) 1/2 期、開放標(biāo)簽、非隨機(jī)、劑量遞增/擴(kuò)展研究。在這項(xiàng)試驗(yàn)中，研究人員用 AAV8-hCARp.hCNGB3 治療了 23 名參與者（11 名成人，12 名兒童）。其產(chǎn)生的不良事件 (AE) 情況在預(yù)期之內(nèi)且可控?？傮w而言，AAV8-hCARp.hCNGB3 表現(xiàn)出了可接受的安全性和耐受性。在整個研究人群中，無論是在隊(duì)列（成人或兒童）內(nèi)，還是在劑量方面，治療和未治療的眼睛之間從基線到第 24 周的任何特定療效評估均未出現(xiàn)系統(tǒng)性變化模式。然而，在幾項(xiàng)評估中都觀察到個體參與者的有利變化，參與者在治療后在幾項(xiàng)療效評估中的表現(xiàn)有所改善，包括 PA（光敏感度）和 VRQoL（視覺相關(guān)生活質(zhì)量）。多項(xiàng)療效參數(shù)的改善表明AAV8-hCARp.hCNGB3基因治療可能帶來益處。其他項(xiàng)目的研究結(jié)果尚未公布。

由于GNAT2突變導(dǎo)致的ACHM發(fā)病率較低，盡管基因治療領(lǐng)域取得了進(jìn)展，但針對表型分析的研究數(shù)量有限。PDE6C、PDE6H和ATF6突變導(dǎo)致的ACHM病例比例相對較低，因此對這些基因的研究關(guān)注度不如CNGA3和CNGB3廣泛。目前尚無針對這些基因的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。

5.2. 紅綠色盲的治療

紅綠色盲目前尚無有效治療方法，目前正在研究的治療方法大致可分為物理治療和基因治療。

在物理治療領(lǐng)域，可穿戴設(shè)備的研究和開發(fā)正受到極大關(guān)注。目前，有特殊的鏡片覆蓋著各種涂層，可以濾除特定波長的光。這些創(chuàng)新的鏡片旨在增強(qiáng)色覺，改善紅綠色盲患者的整體視覺體驗(yàn)。此外，還開發(fā)了一種染色隱形眼鏡來改善患者的色覺，具有無毒、低成本和可定制的優(yōu)勢。另一項(xiàng)研究表明，由金納米粒子 (GNPs) 和水凝膠基質(zhì)制成的隱形眼鏡也具有改善色覺的功能。目前，色盲眼鏡市場的領(lǐng)導(dǎo)者是 Enchroma，該公司于 2012 年首次發(fā)布其產(chǎn)品。該眼鏡使用多陷波濾波器來消除紅色和綠色的重疊。該產(chǎn)品采用的鏡片材質(zhì)為Trivex，比常用的玻璃材質(zhì)（CR-39和聚碳酸酯）更輕、更薄、更堅(jiān)固，通過在鏡片表面涂上吸收帶較窄的染料，避免影響患者正常的辨色能力。但有一項(xiàng)研究以色彩評估與診斷（CAD）測試了其產(chǎn)品，結(jié)果顯示產(chǎn)品并不能明顯改善色覺障礙患者的癥狀。除了Enchroma，還有VINO、Colorlite等公司從事相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)。盡管如此，目前市面上的紅綠色盲矯正眼鏡仍存在一些局限性，它們往往價格昂貴、體積龐大，且與其他視力矯正鏡片不兼容，而且其在改善色覺方面的有效性和穩(wěn)定性也常常不盡人意。

在基因治療領(lǐng)域，目前尚無成熟可靠的藥物或治療方法可用于治療紅綠色盲。然而，一些研究結(jié)果為該領(lǐng)域的研究人員帶來了希望。例如，一項(xiàng)研究表明，患有紅綠色盲的成年靈長類動物在補(bǔ)充了第三種視蛋白后，能夠獲得三色視覺。這表明，三色視覺可以通過引入一種額外的視錐細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)，而無需早期的發(fā)育過程。這些發(fā)現(xiàn)為基因治療治療成年人色覺障礙提供了良好的前景。然而，值得注意的是，其他研究表明，迄今為止進(jìn)行的研究均未明確表明實(shí)驗(yàn)動物獲得了感知新顏色的能力。此外，值得注意的是，目前沒有證據(jù)表明這些實(shí)驗(yàn)動物能夠區(qū)分紅色和綠色，盡管它們能夠在灰色背景下檢測這兩種顏色。這項(xiàng)研究的結(jié)果對基因療法治療紅綠色盲的療效提出了質(zhì)疑，表明現(xiàn)在就斷定基因療法可以有效治療人類的這種疾病還為時過早。

不過，也有令人振奮的消息。有報道顯示，基因療法有望挽救老年OPN1MW −/−小鼠（M-視蛋白敲除）殘存的M視錐細(xì)胞，為色覺缺??陷的治療帶來希望。此外，一項(xiàng)研究提供了令人振奮的證據(jù)，證明引入外源性人類視蛋白可使OPN1MW −/−小鼠外錐節(jié)段再生，M視錐功能恢復(fù)。這些研究結(jié)果有望為色覺障礙患者，特別是中老年患者找到治愈方法。

另有研究表明，利用含有大鼠M視錐細(xì)胞視蛋白的載體，成功恢復(fù)了先天性S視錐細(xì)胞單色性大鼠模型的M視錐細(xì)胞視網(wǎng)膜電圖（ERG）功能。該結(jié)果為人類色盲的治療提供了方向。近期研究表明，紅綠色盲患者視網(wǎng)膜中心1.5mm處仍有殘留的L視錐細(xì)胞和M視錐細(xì)胞。這些視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)證據(jù)提示，紅綠色盲值得考慮開展L視錐細(xì)胞和M視錐細(xì)胞基因治療的人體臨床試驗(yàn)。

除了這些科學(xué)研究，谷歌、蘋果等科技公司也紛紛采取行動，應(yīng)對紅綠色盲患者所面臨的挑戰(zhàn)。例如，谷歌正在開發(fā)專門用于減輕色覺障礙對紅綠色盲患者負(fù)面影響的界面和應(yīng)用程序。蘋果則致力于為紅綠色盲患者制造終端產(chǎn)品，從機(jī)械層面改善紅綠色盲對患者日常生活的影響。

5.3. 藍(lán)黃色盲的治療

藍(lán)黃色盲目前尚無有效治療方法，眼鏡或隱形眼鏡等輔助設(shè)備的臨床效果通常不理想。由于藍(lán)黃色盲的發(fā)病率相對較低，且 S 視錐細(xì)胞僅占視錐細(xì)胞總數(shù)的 5% 左右，對患者的影響有限，因此相關(guān)研究較少?，F(xiàn)有研究主要側(cè)重于探究潛在的病理機(jī)制，而非開發(fā)可行的治療方法。因此，迫切需要研究人員解決并找到治療藍(lán)黃色盲的方法。

6. 顏色視力障礙發(fā)生的原因及其基因檢測的學(xué)科共識性總結(jié)

各種技術(shù)的進(jìn)步極大地提高了色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組對先天性色覺障礙的臨床癥狀和潛在病理機(jī)制的理解。然而，仍有一些疾病的病因無法解釋，色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組對潛在的細(xì)胞和分子機(jī)制的日趨全面。需要專門的科學(xué)家和研究人員進(jìn)一步深入研究，以填補(bǔ)知識空白，擴(kuò)大色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組對先天性色覺障礙的認(rèn)識。

實(shí)現(xiàn)細(xì)胞級分辨率成像對于未來先天性色覺障礙領(lǐng)域的診斷和研究至關(guān)重要。分割檢測自適應(yīng)光學(xué)掃描激光檢眼鏡 (AOSLO) 成像是一種有前途的工具，可用于客觀地觀察和評估活細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。分割檢測自適應(yīng)光學(xué)掃描激光檢眼鏡 (AOSLO) 成像的高分辨率功能可以詳細(xì)檢查細(xì)胞級變化和異常，為這些疾病的病理生理學(xué)提供寶貴的見解。它作為診斷工具和研究工具的潛力使其成為該領(lǐng)域進(jìn)一步研究的有力途徑。

目前，針對先天性色覺障礙的有效物理治療方法尚不充分。同樣，包括基因治療在內(nèi)的生物層面干預(yù)措施也處于早期發(fā)展階段，在臨床實(shí)施之前還需要進(jìn)一步研究。盡管基因治療方法主要在動物模型或臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究，但一些研究已經(jīng)取得了令人鼓舞的進(jìn)展，并觀察到了令人鼓舞的結(jié)果，表明未來在人類身上治療這些疾病的潛力。該領(lǐng)域正在進(jìn)行的研究和進(jìn)展為未來開發(fā)有效的治療方法帶來了希望。

雖然研究表明，基因治療輔助療法可以在中老年色盲模型中發(fā)揮基因治療的治療效果，但目前的研究表明，色盲治療干預(yù)在兒童時期實(shí)施效果最好，尤其是在 6 歲之前。人們認(rèn)為，在視覺處理的發(fā)展階段進(jìn)行早期干預(yù)是獲得最佳治療效果的最佳機(jī)會。雖然對年輕患者進(jìn)行注射手術(shù)會帶來額外的技術(shù)挑戰(zhàn)，但綜合治療的潛在益處值得考慮。

總之，雖然要完全了解色覺障礙的病理機(jī)制并開發(fā)安全有效的治療方法還有很長的路要走，但找到治愈方法的前景是光明的，值得色弱色盲基因檢測項(xiàng)目組堅(jiān)定不移的承諾和毅力。