2026年诺贝尔医学奖：光遗传学真的能治愈失明和帕金森病了吗？

我平时搞航空，对物理、数学和航空非常熟悉。诺贝尔奖一直是我关注的大事件，看到一些自媒体把话说的很满，我就想查查它究竟做到了哪一步。今年的医学奖一公布，我就刷到不少短视频和博主说，光遗传学已经能“治愈失明”了，有的转发和点赞上了10万+。

10月5日，2026年诺贝尔生理学或医学奖颁给了 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 和 Georg Nagel，表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。

先说结论，我查到的论文和试验里，没有一项撑的起治愈失明这个观点的。

那位患者到底看见了什么

视网膜色素变性会让视网膜里的感光细胞一点点坏死掉，后面负责往大脑传信号的细胞很多还存活着。光遗传学用在眼睛上的思路是给这些还存活着的细胞装上一个光控开关，让它们自己对光起反应。

Sahel 等人2021年在《自然·医学》上报告过一个病例。一名58岁的晚期视网膜色素变性患者，入组时只剩下光感，在视力较差的那只眼接受了一次玻璃体腔注射（往眼球内部打一针），针里的载体带着光敏蛋白 ChrimsonR 的基因，这种蛋白见琥珀色光会被激活。在注射后四个半月，患者开始系统视觉训练；训练开始七个月后，他报告戴镜时的视觉有所改善。

图注：GS030 的光刺激护目镜与外接处理器实拍。相机捕捉亮度变化，设备再将信息转换成光脉冲，向治疗眼递送。上方小图展示投影器发出的光。

他戴的是一副特制的护目镜，这个相机只检测画面里的亮度变化，设备把这些变化转换成595纳米的光脉冲，实时投射到视网膜的相应位置。戴上它之后，他能察觉白桌面上的物体、找到位置、用手触碰并数出数量，大物体的成功率明显高于小物体。摘下护目镜，他在这些测试里没有识别出物体，但是治疗眼在84周随访里一直是保有光感。

这篇论文的题目里就写着部分恢复（Partial recovery of visual function）。并且它报告的只有一名患者，患者和研究者都知道用的是什么治疗。

这位患者能重新察觉、定位物体，已经是值得去认真介绍的进展了。说成治愈失明，读者观众就会以为正常视力已经恢复，甚至以为别的失明患者也能得到同样的疗效。论文里记下的护目镜、适用对象和恢复范围，在转述时不应该被省略掉的。

另一条路线 MCO-010 用一种合成光敏蛋白，靶向视网膜里还活着的双极细胞，设计上靠环境光起作用，不用外接光刺激设备。2025年有一份四名患者的病例系列报告了它在人身上的应用。

它的随机试验 RESTORE 实际入组27人，对照组只做模拟操作，登记为已完成的2期试验，开发公司 Nanoscope Therapeutics 自己称2b/3期。该公司2026年9月公告 FDA 已受理其上市申请（生物制品许可申请），10月又公告日本 PMDA 已受理并给予优先审查，同时称美国申请仍在审查中。受理和优先审查都不等于批准，这些消息也都出自公司公告。

这个开关，先在大脑里派上了用场

眼睛里用的 ChrimsonR，和今年诺奖表彰的通道视紫红质是同一家族的光门控离子通道。

用一句话讲，三位获奖者让神经科学家能在大脑里挑出某一类细胞、某一组连接，在毫秒级的时间窗里改变它们的活动，然后看行为怎么变。

图注：2005年论文中表达 ChR2–YFP 的培养海马神经元。绿色荧光显示表达位置，右上白线代表30微米。

给电路里的一根线接上万用表，能看到它的电压怎么变；要知道它对整个电路起什么作用，还是要单独接通或断开它试一试。研究大脑也是这样，只是要单独动的那根线藏在一团缠成麻花的细胞里。

怎样精确地干预神经元

看大脑分区图，很容易以为一个区就只管一件事。可同一小块脑组织里，有让下游兴奋的细胞，有让下游安静的细胞，还有调节其他细胞反应强弱的细胞，它们的突起缠在一起。

同一个脑区里，不同类型的神经元对同一种行为的作用也可能不一样。一个细胞起什么作用，要看它属于是哪一类、连到哪里、什么时候放电，而神经元放电是按毫秒算的。

老办法也能做因果实验：毁掉一块组织、注射药物、插电极刺激，再看行为怎么变，药物还能只作用于特定受体。

难在两件事要同时做到，只动某一类细胞，而且要快到跟得上神经元自己放电的节奏。电极一通电，激活哪些细胞要看电场怎么分布、细胞长什么样，很难按类型挑；药物能挑受体，时间上又很难做到这么精细。

据诺奖官方材料介绍，Francis Crick 上世纪末就提过这个需求，他觉得最理想的信号是光，也承认这个想法当时听着有点异想天开。

从一株绿藻到一个开关

Peter Hegemann 想弄清莱茵衣藻这种单细胞绿藻为什么能朝着光源游。他和同事用吸管电极记录衣藻的感光电流，发现响应非常快，在闪光之后的延迟只有微秒量级。

经典的植物或是动物光转导级联要经过可扩散的第二信使和若干下游生化步骤，很难解释在这么短的延迟。团队据此推断感光的视紫红质和离子通道可能紧密相连，甚至就是同一个蛋白。

图注：莱茵衣藻的透射电镜切片，底部比例尺为800纳米。

验证这个推断，需要一个背景干扰少的表达系统。Hegemann 找到了 Georg Nagel，Nagel 擅长在爪蟾卵母细胞里表达离子通道和离子泵。

在2002年他们确认了第一种通道视紫红质，也就是 ChR1。只保留包含七个跨膜区段的核心部分，这个蛋白还是能导电，说明蛋白就是这个通道。

2003年，同一个合作团队又表达了第二种通道视紫红质，也就是后来最常用的 ChR2。它主要被蓝光激活，是一种非选择性阳离子通道，多种阳离子都能通过，离子顺着电化学梯度流动。

在它之前，已经有人让神经元对光起反应，但要么需要往细胞里同时装好几种蛋白，信号还要绕一段感光级联，要么就是把合成的光开关化合物送进活组织。ChR2 只要一个基因，蛋白造出来，见光就开门，反应也非常快。

它也不是那种一照就灵，细胞膜上要有足够多的这种蛋白，光的强度和时长要合适；就算这样，也不保证每个细胞、每次闪光都放电。在一般的神经元里，通道一开，正离子净流入，膜电位被往上推，推过阈值，细胞就自己放电了。

图注：ChR2 将感光和通道功能合在同一个蛋白里。结构参考 PDB 6EID；光与电流为功能示意，静态结构不代表开放构象或实际离子路径。

2005年，Edward Boyden、Feng Zhang、Ernst Bamberg、Georg Nagel 和 Karl Deisseroth 合作，在培养的大鼠海马神经元里，用短蓝光脉冲把放电控制到了毫秒尺度。

图注：同一个海马神经元接受同一组不规则光脉冲，重复三次得到的膜电位记录。灰色短线是光脉冲，黑色尖峰是放电；图中标尺为60毫伏和1秒。

两年后，研究者在活体小鼠脑内用上了这套方法。抑制神经元的工具也在2007年出现，两个团队分别把来自古菌的卤视紫红质用于哺乳动物神经元，黄光照射时，它把氯离子泵入细胞，让神经元更难放电。

获奖者一共是三位，2005年那篇论文的作者有五位，更早也有人尝试过遗传靶向的光控方法，获奖名单也不代表就是完整的贡献名单。

第一个例子：在同一片组织里挑细胞

基底神经节有个经典模型：

纹状体里的“直接通路”和“间接通路”对运动的影响方向相反，一个促进，一个抑制。

这个模型写进了教科书，却一直难以直接检验，因为两类细胞在纹状体里交织在一起，电极或损毁很难按细胞类型把它们分开。

图注：上、下分别是 D1-Cre 与 D2-Cre 小鼠的组织切片。绿色为 ChR2–YFP 表达，显示细胞群及其投射。

2010年，Kravitz 等人用转基因小鼠加病毒，把 ChR2 主要装进其中一类细胞，再用光单独激活这一类。照亮间接通路，小鼠走得少、停得多、每次停得更久，起步也少了，速度也慢了；照亮直接通路，小鼠走得多、停得少，只是走路速度没有明显变化。

图注：未做损毁的小鼠中，照光期间 D1 组的行走时间占比增加，D2 组减少。Pre、Laser、Post 分别为照光前、中、后；纵轴为各类运动状态的时间占比。

另一批小鼠先用神经毒素做成帕金森病模型，激活直接通路后，研究者测的那几项运动指标回到了损毁前的水平。

两组实验用的是不同批次的小鼠。能说的是在这些实验条件下，两条通路确实把运动往相反方向推，激活直接通路足以把测到的运动缺陷拉回来。小鼠平时走路是不是非得靠这两群细胞，这些激活实验回答不了，离治好帕金森的目标就更远了。

第二个例子：在同一个脑区里挑连接

2011年，Tye 等人在基底外侧杏仁核的神经元里表达 ChR2，但是没有直接照这些细胞的胞体，而是把光照到它们伸进中央杏仁核的轴突末梢上。末梢被激活时，小鼠在高架十字迷宫开放臂（没有围壁的那两条臂）和旷场中心的探索增加，也就是焦虑样行为降低；另一组做末梢抑制，这些指标朝相反方向变化。

图注：杏仁核脑片及记录细胞的形态重建：紫色为 BLA，青色为 CeL，橙色为 CeM。颜色标示记录细胞的形态。

在胞体处激活同一群细胞，高架十字迷宫里却出现了致焦虑效果。只知道是哪个脑区，不足以说明它在某种行为里起什么作用，还要弄清是哪一组输出连接。

图注：红色为 BLA→CeA 终末激活组，蓝色为 BLA 胞体激活组，灰色为照光对照。照光时两组在开放臂的停留时间朝不同方向变化；这里测的是小鼠的焦虑样行为。

作者做了一系列的对照，但是照末梢也不能保证只影响这一路：脑片实验里仍能测到少量反向传回胞体的放电；激活组和抑制组的实验条件也不完全一样。小鼠在迷宫里的“焦虑样行为”，也不能直接等同于人的情绪。

照亮之后，能说明什么

回到开头那，接通它，灯亮了，只能说明接通它足以让灯发亮；平时灯亮不亮是不是靠它，还是要把它断开再看。

光遗传学里，激活对应前一种，抑制对应后一种。断开以后灯还亮着，也不能说这根线就没用，可能有别的线并联着，也可能没断干净。抑制实验同样要先确认抑制真的起效；没看到效果，可能是抑制不够强、也许是时机不对，或者测量分辨不出差别。

照光本身也会带来干扰。2019年 Owen 等人专门测过：

常用的照光方案会让组织升温零点二到两摄氏度，足以压低好几个脑区的放电。在纹状体里，小鼠没有表达实验所用的光敏蛋白，单是照光就激活了一种钾电导，在那项研究的测试条件下，小鼠转圈出现了偏向。要分清起作用的是光敏蛋白还是光本身，需要配上只照光的对照组，再加独立测量。

图注：上图记录照光后的组织升温，下图是纹状体神经元的平均放电变化。组织温度与神经元平均放电由独立的在体测量获得。

离用到大脑上的路还远

用到脑部疾病上，要做的事更多，把光敏蛋白的基因送进目标细胞，让光照到目标区域，确认要动的靶点确实和发病机制有关，还要证明是长期安全的。

光在脑组织里会衰减，动物实验照深处常常要植入光纤；也有动物研究用红光配高灵敏度的光敏蛋白，从颅骨外面激活了相当深的结构。这只是解决了光怎么照进去，基因还是需要先送进目标细胞，所以经颅照光不等于整个过程是无创的。疗效如何，要看有对照的临床试验。

图注：小鼠经颅光激活实验。上图中光源位于颅骨外，目标为约4.5毫米深的腹侧被盖区（VTA）；脑片红色标示 ChRmine 表达。下图展示四种照明强度下的放电记录，红线为照光时刻，黑色为放电。

读取与写入

诺奖委员会在官方材料里，把光遗传学带来的转变概括为从读取大脑活动到主动写入。这套工具的起点是有人想知道一种绿藻为什么会游向光。

我希望这样的研究能继续往前走，也希望介绍它时把部分恢复这几个字留下来。戴着专用护目镜看见物体，和恢复正常视力，是两回事。这两种说法让患者抱有的期待，差得实在是太多了。

参考资料：

• 2026年诺贝尔生理学或医学奖新闻稿与科学背景材料（nobelprize.org）

• Nagel G, et al. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. PNAS, 2003. doi:10.1073/pnas.1936192100

• Boyden ES, et al. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci, 2005. doi:10.1038/nn1525

• Kravitz AV, et al. Regulation of parkinsonian motor behaviours by optogenetic control of basal ganglia circuitry. Nature, 2010. doi:10.1038/nature09159

• Tye KM, et al. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety. Nature, 2011. doi:10.1038/nature09820

• Owen SF, et al. Thermal constraints on in vivo optogenetic manipulations. Nat Neurosci, 2019. doi:10.1038/s41593-019-0422-3

• Chen R, et al. Deep brain optogenetics without intracranial surgery. Nat Biotechnol, 2021. doi:10.1038/s41587-020-0679-9

• Sahel JA, et al. Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy. Nat Med, 2021. doi:10.1038/s41591-021-01351-4

• Mohanty SK, et al. A synthetic opsin restores vision in patients with severe retinal degeneration. Molecular Therapy, 2025. doi:10.1016/j.ymthe.2025.03.031

• ClinicalTrials.gov NCT04945772（RESTORE）

• Nanoscope Therapeutics