一则攻克神经性失明世界难题的重磅新闻，在全球生物医学界引起广泛关注。
武汉科技大学姚凯教授团队的最新科研成果——新型通用基因编辑工具让失明小鼠恢复视力，3月17日在国际顶级期刊《实验医学杂志》上发表。
基因编辑的开创者之一、哈佛大学教授刘如谦在网上转发该论文，称赞这项研究成果“有效纠正了视网膜中的突变基因，挽救了视觉功能”。
美国科学院院士、眼部疾病专家Palczewski 教授专门撰文给予高度评价：“该项技术具有重大的临床应用潜力，几乎适用于包括眼部疾病在内的所有已知人类遗传疾病。”
挑战“不治之症”
眼睛失明的原因，主要由神经细胞或非神经细胞引起。非神经细胞眼疾，已有成熟的治疗方法。比如，白内障可以换人造晶体，近视眼可以做激光手术。然而，因视网膜神经细胞死亡而导致的失明，如青光眼、老年黄斑变性、糖尿病视网膜病变等，全球尚无人攻克。
姚凯在国外做博士后时，开始从事眼科学与视觉科学研究。2017年，他怀着科技报国的梦想回国来到武科大。科研起步从“纸上谈兵”开始。他每天在本子上记录自己的“异想天开”，密密麻麻的英文字母和各种符号的圈圈点点，对于门外汉犹如天书。正是这些“灵感”，让他找到新的研究方向。
人体的器官大都可以更换，而神经却换不了。因此，神经系统疾病被认为是“不治之症”。“我们就是要做没人想到、没人做到的。”姚凯下定决心，“挑战神经性失明这个‘不治之症’。”
他带领团队为失明者寻找光明，尝试通过改变基因编辑的方式，构建一种新型基因编辑工具。
失明由100多个基因突变导致，每个基因突变的位点不同。研发新型基因编辑工具，既要能突破“突变类型”的限制，又要能突破“突变位置”的限制，还要能高效地进入濒临死亡的神经细胞，修复突变基因，使其恢复正常。技术难度可想而知！
面对这一系列前人从未解决过的难题，“80后”姚凯带领四名“90后”博士生，在“黑暗”中摸索前行。他们分工合作，覃欢负责分子与细胞实验以及测序，张文良制造和包装基因编辑工具，张士尧开展动物行为学试验，冯源处理和统计数据。对操作手法要求极高的小鼠眼底注射，由姚凯亲自做。
寻找基因“魔剪”
走进武科大视神经科学与干细胞工程研究院，墙上贴着一张与别的单位“签到表”反其道而行之的新生事物——“签离表”。
院长姚凯解释说，团队20多名师生几乎每天工作到晚上11点，因多次发生团队成员做实验忘了时间被反锁在里面，所以要求大家每天离开时在“签离表”签名。
一张“签离表”，折射出姚凯团队忘我攻关的科研精神。
科研的过程，是智力的较量。
姚凯团队构建了各式各样的基因编辑工具，在细胞上试验都没有效果。实验一次次陷入困境。他们不断改变编辑方式，将先导编辑器（Prime Editor）与突变体SpRY相结合，历经上万次试验，终于构建了一种新型基因编辑工具，在细胞上试验效果很好。姚凯将该基因工具命名为PESpRY。
在体外细胞上成功了，并不意味着在体内也成功。他们开始在失明小鼠的眼睛上做实验。新的难题出现了！新型基因编辑工具有8000多个碱基，一个病毒载体的承载量只有4000个左右。怎么办？
他们不断改变设计并反复验证，最后决定采取“双系统”，就是把基因编辑工具拆为两段，用病毒带入眼体后再组装起来，然后通过靶向精准地找到突变基因，开启自动修正。经过无数次的试验，他们获得成功。姚凯感慨道：“我们幸运地寻找到了基因‘魔剪’。”
科研的过程，是技术的考验。
小鼠的眼睛只有绿豆大小。姚凯用微量注射器，把基因组注射入小鼠的眼睛。针头要穿过眼角膜、晶状体、视网膜，准确抵达视网膜后的空隙。注射者看不见注射的位置，那个空隙只有一毫米的千分之一。
如果没有到达准确的位置，或者稍微动一下偏离了位置，前期的所有工作就前功尽弃。姚凯凭借十多年练就的手感，完全在“盲打”的状态下，完成了一次又一次注射。“这是我们获得成功很重要的一环。”他强调说。
科研的过程，是意志的比拼。
5年来，团队师生几乎没有休假。2020年1月，学校已放假，武汉暴发疫情，姚凯团队留守在学校，坚持做实验。大年三十晚，师生一起在办公室做年饭、看春晚。
负责做小鼠行为学试验的张士尧，每天在黑暗的实验室里一待就是十几个小时。小鼠生性敏感，任何味道和声音都可能影响试验数据。她不能用有香气的生活用品，也不能戴发出声音的配饰，每次从实验室出来看到亮光眼睛胀疼。这是她工作的常态，已经持续了3年多。
非凡的勤奋结出“硬核”的成果。姚凯团队设计出新型通用基因编辑工具，轰动世界——是世界上首次在成体动物上实现“无基因组位点限制、无基因编辑类型限制”基因编辑，也是首次实现直接编辑视网膜神经细胞。
“打一针管终生”
“最难受的是等待。”回忆科研经历，团队师生经常说这句话。
他们把基因编辑工具注射入小鼠眼球后，就要经历漫长的等待。每过一个月，将治疗组小鼠、正常小鼠、失明小鼠分别放入实验箱，检测小鼠的感光反应，通过对比试验数据，验证治疗效果。
“第一个月最难熬。”张士尧说，各组的小鼠是否正常？治疗有没有效果？大家每天在忐忑中度过。终于熬过了一个月，她轻柔地捧着小鼠，小心翼翼地做对照试验。“治疗组小鼠已能感光。”当她宣布结果时，全组师生兴奋不已。
接着，等待下一个月的到来。目前，治疗组小鼠最年长的已有500多天，相当于人类50多岁。“小鼠的寿命一般两年半左右，期待那时小鼠的眼睛依然能感光。这意味着小鼠的神经性失明彻底治愈。”姚凯说，“这项技术用于临床后，我们追求的目标是‘打一针管终生’。”
“姚老师不仅是我们的指导老师，也是团队的灵魂，带领我们在科研路上扬帆起航、乘风破浪。”覃欢说。
她从2017年读硕士就跟着姚凯，目标和导师一样——让失明者重见光明。姚凯送给她一句话“技术不过关，理想是空谈”。每当浮躁时，她想到这句话，心情就平静了下来，“继续看文献、做实验、写论文，专注地把手上的事情做好”。
团队师生都有姚凯送的箴言。他们把箴言贴在桌子上，放在PPT首页，用来时时激励自己。
这次“用基因疗法使失明小鼠复明”的科研成果，是姚凯团队继2018年在国际顶级期刊《自然》上发表论文“用干细胞法使失明小鼠复明”后的又一项重大突破。
姚凯表示，使用这项科研成果有望开发一种基因药物，注射入患者眼部后，最快两周便可逆转视力损失，将为全球上百万失明者带来光明。（记者 程毓）
