□本报记者 潘锋
核酸适配体是近年来发展起来的一类新型识别分子，由于其具有分子量较小，可化学合成、稳定性好、没有毒性等优点，受到了各国科学家的广泛关注。出席以“核酸适配体及生物医学应用”为主题的第365次香山科学会议的与会专家指出，核酸适配体在生物医学基础研究、疾病诊断和治疗领域显示出广阔的应用前景，但其实际应用还只刚刚起步，面临着更大的发展空间。
一种新型的核酸分子探针
随着后基因时代的到来，对于恶性肿瘤等许多复杂的重大疾病尽管已有大量分子生物学、遗传学、基因组学和蛋白组学的相关研究成果，但人们对其发生发展过程中的关键分子和分子病理的认识还远远不足。发展能有效地区分病变细胞或组织与正常细胞或组织在分子水平上差异的新工具和新方法, 成为这些重大疾病基础研究中需要解决的关键问题。
会议执行主席、湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室主任，湖南大学生物学院院长谭蔚泓教授首先系统地介绍了核酸适配体技术在疾病（尤其是肿瘤）研究、诊治中的应用。他指出从疾病发生发展的分子基础出发，发展临床预测、诊断和治疗手段是分子医学和个体化治疗等现代医学发展的趋势。
核酸适配体（Aptamer）是通过模拟自然进化人工筛选技术（SELEX）而获得的一种新型核酸分子探针，它为获得能辨认病变细胞、识别病变分子、适合于临床应用的核酸适配体分子探针和标志物，并在此基础上探索重大疾病早期诊断及靶向治疗的方法开辟了全新的途径。核酸适配体将有望成为从分子水平上准确、灵敏地区分病变细胞与正常细胞差异的新工具,为攻克长期挑战医学领域的重大疾病提供全新的途径。
与目前在生物医学领域中广泛应用的抗体相比，核酸适配体是一种全新的分子识别方法，它与靶标结合的特异性和亲和力与抗体相当甚至更强，而且具有合成简单快速；适用范围广，易于进行化学修饰和多功能化，组织穿透性好，有望直接运用于活体分子成像和药物传输；且其具有免疫原性小、稳定性好等优点。与反义核酸、干扰RNA等基因药物相比，核酸适配体作为药物或靶向药物载体具有更为普遍的适用性。
核酸适配体可作用于激素、信使分子、蛋白质等更广泛的各类疾病相关靶标。这一类生物靶标通常存在于细胞外或细胞质中，无须药物穿透细胞或细胞器，避免了基因类药物体内转送效率低的问题。同时，核酸适配体可选择性地控制多功能蛋白的某些功能位点，携带各种药物载体成为多元复合靶向药物。自从核酸适配体技术在20世纪90年代诞生以来，美国、加拿大等国已在该领域取得了一批重要的成果。
具有广泛的应用前景
核酸适配体是从DNA/RNA文库中筛选得到的、能够高亲和性和高特异性地与靶标结合的单链寡核苷酸，由于它折叠后形成的特定的三维结构能与生物靶标如蛋白质结合，因此近年来迅速发展成为在疾病基础研究及诊断治疗中具有广泛应用前景的新技术。
会议执行主席、中国医学科学院副院长、北京协和医学院分子肿瘤学国家重点实验室主任詹启敏研究员说，目前人类对肿瘤的认识水平和常规诊疗手段尚不能有效地治疗恶性肿瘤，虽已发现了一些与恶性肿瘤相关的基因和标志物，但尚不足以阐明各种恶性肿瘤发生发展的分子机制，也无法广泛用于临床早期诊断；现有治癌药物大多缺少针对肿瘤细胞的特异性，毒副作用大，药效也有限。随着核酸适配体研究的深入和取得的突破，将促进人类对肿瘤发生发展本质的了解，并将有可能为癌症的早期诊断和个体化治疗提供分子标志。
肝癌是危害人类健康的恶性肿瘤之一，HBV感染是中国肝癌发病的主要原因。复旦大学华山医院刘杰研究员介绍了核酸适配体在肝病研究中的应用前景。刘杰说，近年来，基于核酸适配体的检测手段及药物研发在肝病研究方面取得了可喜的成果，通过筛选其相应的特异性核酸适配体，有望为肝癌早期诊断和预警提供新的更具特异性的靶点和更为灵敏的检测手段，同时也为肝癌分子靶向治疗提供新的策略。
中国医学科学院基础医学研究所杨先达研究员认为，核酸适配体可显著提升肿瘤靶细胞对纳米载体的吞噬，并增强纳米载体所载抗癌药在体外对肿瘤细胞的杀伤作用。核酸适配体在靶向纳米药物载体方面有较大的应用潜能，有助于现有抗癌药物疗效的提升及新一代靶向抗肿瘤纳米药物的研发。
谭蔚泓教授指出，核酸适配体在新药研发领域具有广阔前景。2005 年第一个核酸适配体药物“Macugen”仅经3年时间研发便被FDA 正式批准上市，成为生物医药领域研发周期最短、成本最低、药效最为理想的一类新药，成为核酸适配体领域的一个里程碑。国际上Achemix, SomaLogic，Noxxon AG等知名公司均重点投入核酸适配体药物的研发，多种核酸适配体药物（如ARC1779）已通过临床I期评价。谭教授认为，核酸适配体在中国的发展应该以新药研发为主体，不但有潜力而且有必要。尽管目前核酸适配体的生物医学应用才刚刚起步，但已彰显出新药研发领域的广阔的应用前景和极大的发展空间。
实际应用还很滞后
基于核酸适配体的分离、分析方法比基于抗体的方法更简便、灵敏、快速、价廉，近年来越来越多的核酸适配体被筛选出来，有些已成功地应用到疾病的治疗、诊断中。但中国科学院化学研究所生命分析化学实验室上官棣华研究员等却发现，目前核酸适配体的实际应用远远滞后于其研究发现，真正可实际应用到的核酸适配体屈指可数；基于核酸适配体的分析应用大部分停留于方法学研究阶段，且分析对象都集中于凝血酶等少数几个特定的靶分子，实际应用远不及抗体普及。
会议执行主席、中科院化学所的方晓红研究员指出，发展核酸适配体的筛选技术——SELEX技术是核酸适配体生物医学应用的前提和基础。核酸适配体靶标的广泛性使得SELEX方法多种多样，但目前尚无统一的标准筛选方法，需要根据靶标的特点和预期应用确定。尽管近十年来SELEX技术得到了不断发展，出现了复杂体系筛选、多靶标多文库筛选和自动化筛选等，但如何进一步发展高效高通量、快速简便的筛选技术，在深入了解适配体与靶标结合机制的基础上，将现代生物物理化学、生物分离新技术、新成果引入SELEX，改进SELEX技术的关键环节，获得更多的适合于生物医学应用的核酸适配体，是核酸适配体研究的重要领域。
上官棣华等认为，核酸适配体的筛选和结构表征是一个烦琐耗时的工作，需要长期的经验和耐心，很多筛选因此半途而废，筛选与表征成为制约核酸适配体广泛应用的瓶颈，直接导致目前可用的核酸适配体较少。专家认为，要推动核酸适配体的实际应用，应该克服“筛选”与“表征”这个瓶颈。我国核酸适配体研究起步较晚，虽近年来开始迅速发展，但还缺乏与生物医学应用的有机结合。与会专家建议，核酸适配体及其在生物医学领域的应用是一个刚刚起步的新学科交叉领域，应抓住机遇突破关键技术，系统地开展利用核酸适配体进行疾病诊断和治疗的研究，发展具有原始创新和临床应用价值的疾病诊疗新方法、新技术和新药，促进适配体走向实际应用。
《科学时报》 (2010-2-22 B2 技术 产业)
