核酸适配子在临床研究中的进展

1、核酸适配子在临床研究中的进展彭艳冯茂辉谢伟自 1990 年,tuerk 和 ellington 用指数富集的配体系统进化(systematic evolution ()1 ligands by exponential enrichmentselex)技术分别筛选岀能与t4dna聚合酶和有机染料特异结合的 随机寡核井酸后，用于筛选的靶物质越來越广，从核酸蛋口扩展到小分子有机物，以及完整 的细胞病毒等。其在棊础研究、临床研究及药物开发中的应用也不断增加。本文对核酸适配 了及其在临床诊断和治疗的应用作一综述。一适配子及其特点适配了是通过selex技术从体外人工合成的人容量单链随机寡核廿酸文库屮经过多

2、伦 筛选和富集获得的，能与靶分子高亲和力和高特异性结合的寡聚核昔酸。它能与一系 列靶物质特异地结合，其亲和力和特异性能少抗体媲美，甚至优于抗体，且具备抗体所不具 备的一些优点，如核酸适配子的分子量小、制备简单、生产不依赖于动物、成本低、易重 复、毒性低、无免疫源性，即使针对有毒物质也可以筛选出其相应的适配子适配子在实际应用中也具有许多优点：(1)高亲和力和髙特界性：适配子的解离常数(kd) 一般在纳摩尔到皮摩尔，能够区分一个轻棊或甲基的区别，其亲和力和特异性是别的配基无 法比拟的；(2)靶分子范围广：从理论上说，只要核廿酸库屮的系列有足够的多样性，就可 以通过selex技术筛选出相应的适配子。

3、陋等较大的蛋白质分子、金属离子、有机染料、 核昔、多肽等小分子物质以及完整的细胞和病毒颗粒和细菌施子都可以是其靶分子；(3)体 外筛选易人工合成：随着selex技术的不断完善，适配了的筛选周期越来越短；人工合成 的适配子纯度高，有极佳的准确性和重复性，儿乎消除了制备的批i'可误差；(4)易修饰性： 适配子为寡聚核昔酸片段，可以在保持其原有的纶物学活性的基础上进行精确的位点修饰, 它可以被荧光染料、放射性同位素、牛物素标记、细胞毒素和药物等连接，提高了其在临床 诊断和治疗屮的应用。(5)分子量小，稳定性好，对坏境温度不敏感，易保存。适配子比抗 体的分了小，易通过细胞膜进入细胞内，能更方便

4、地检测细胞内的靶分了；经过修饰的适配 子稳定性好，在体内的半衰期长，利于体内诊断和治疗；适配子变性和复性可逆且速度快, 可以反复使用、长期保存和室温运输。二、适配了在临床诊断中的应用 适配子感受器在诊断发展方面具有许多优点，具作为生物组分在诊断应川屮提供了许多有利 因素，例如未经修饰适配子具有易再生的特点，另外，适配子的易标记性使其在诊断中更貝 灵活性o如今的许多临床诊断技术仍然依赖于免疫学技术如醜联免疫吸附试验。除了这些 经典的检测外，可以利用核酸适配子检测蛋白、细胞及分子成像，具有良好的敏感性和特 异性。1. 相关蛋白的检测:表皮生长因子受体(epidermalgrowth factor

5、receptor, egfr)蛋白由 28个外显了编码的跨膜蛋白组成，是erb酪氨酸激酶受体家族屮的一员，其与肿瘤的发生、 发展冇明显的相关性。“等 筛选出抗一egfr适配了，其经金纳米微粒(gnps)修饰后可以 特异地、定最地检测到细胞屮的egfr蛋白。fang等在血小板源性生长因子(platelet- derived growth factor, pdgf) b链的核酸适配子两端分别连接荧光基团和荧光淬灭基团， 在肿瘤细胞培养上清液中成功地检测到皮摩尔水平浓度的pdgf,而j1能够准确地分辨出 pdgf分了的三种二聚体，显示出高度的选择性、敏感性及简便易行性。2. 细胞检测：核酸适配子能够

6、特异地结合细胞表面标记物，已被用于开发多效价抗体类似 物和流式细胞仪分析。zhang等筛选出的荧光标记的特界结合人cd30蛋白的rna适配 了，通过流式细胞术检测后结果显示：低浓度(0. 3 nm)适配了就能特异地、敏感地检测到 表达cd30的淋巴细胞，与临床公认的诊断探针-抗体探针效果一样，从而认为该适配子可取 代抗体作为检测表达cd30淋巴细胞的探针。gnps标记的适配子除具有适配子高选择性及高 亲和力等木身特性外，同时也具冇gnps的光谱优势，因而町以敏感地检测出靶细胞o medley 等将特界结合人急性淋巴细胞白血病细胞(ccrf-cem cell)的适配子与gnps结合，成功 地检测

7、出ccrfyem细胞。适配子-金纳米比色分析法对以灵傲地辨别靶细胞和对照细胞， 检测出靶细胞，可成为诊断疾病强有力的工具。3. 分子成像：核酸适配子的分子量小、组织渗透性好、血浆清除率高、信噪比高、成像效 果好，特別适合作为非侵入性诊断成像试剂。跨膜糖蛋白muc-1高表达于恶性上皮细胞, 己被认为是肿瘤标记物z-opieve等川tc标记抗muc 1适配了用于乳腺癌裸鼠模型成 像分析，发现放射性同位索tc标记的适配子具有较高的摄取率和清除率，对恶性上皮肿瘤 具有诊断应用价值。kim等将gnps结合到抗前列腺特异性膜抗原(psma)适配了上用于计算 机断层(ct)扫描，结果显示gnps能够增强ct

8、成像ohwang等成功地把核仁蛋白适配子as1411 和用荧光素标记的钻一铁纳米颗粒结合起来用于肿瘤的影像学诊断。三、适配子在临床治疗中的应用适配子在临床治疗屮的应用方式和单克隆抗体大致相同。与单克隆抗体的牛产方法不一样的 是适配子在体外筛选不需要生物体，牛产过程中可以很好地控制各种反应条件。另外相对于 其他寡核昔酸，适配了具冇独特的优势，例如，反义寡核苜酸或者sirna的治疗靶标在细胞 内，而适配子的治疗靶标可以在细胞内、细胞外或者细胞表面01. 抑制性核酸适配子：血管内皮牛.长因子(vascular endothel i al growth factor, vegf) 在肿瘤的发生、发展和

9、转移过程中起重要作用，其促进实体肿瘤血管形成，与恶性肿瘤血行 转移等临床病理因素相关。目前，抑制血管生成为抗癌药的主要靶标之一，故抗vegf适配 子具有治疗实体瘤的潜能。有研究表明pdgf-b的适配子在动物模型小可以降低与血管生成 相关疾病的发生、发展。mi等 筛选的opnr3rna适配子不仅在体外能抑制mdamb-23i 细胞的黏附、浸润及转移，在动物模型体内也可以抑制肿块的生长。2. 可调控核酸适配子：在临床应川屮，药物快速降解能够减少具对身体的毒害作川。未经 修饰的适配了半衰期短，在血浆屮能够快速清除。reg1是第一个被称为可调控的核酸适 配子，由凝血酶因子ixa的rna适配子(rb00

10、6)和与rb006相互补的单链rna寡聚核井酸 (rb007)构成。通过rb006与rb007相互竞争使reg-1结构发生改变从而抑制凝血卿因子 txa,达到抗凝的作用。目前,reg-1己经进入i期和ii期的临床试验,i a期i b期临 床试验分别对未患心血管疾病和患心血管疾病的患者进行抗凝治疗，未发现毒性反应”。1 c期临床试验显示不同剂量的reg-1具冇不同的抗凝作用3. 多价体核酸适配子：抗体的低聚反应能够增加抗体的亲和力，活化感受受体，从而提高 效力。shi等首次用抗果蝇b52适配子证实适配子的多聚体可以增加其亲和力。santulli marotto等筛选的细胞毒性t淋巴细胞相关抗原-

11、4(ctla-4)是第一个有治疗潜能的多效价 适配了。该适配了的四聚体结构能调控体内的免疫功能，应用于免疫治疗，有望成为高效的 抗肿瘤药物。4. 运输t具核酸适配子：已有研究表明，将sirna连接到适配子上并特异性地运输sirna 到其靶细胞上能够达到治疗的目的。另外，适配子同样可以靶向运输毒素、放射性同位素和 化疗药物。特別是在运输治疗药物时比非靶向治疗更具优势。首先，靶向运输将减少对正常 组织或细胞的毒副作用。其次，靶向运输药物可以显著减少有效治疗量。mcnamara等首次 在动物模型中用psma适配子來靶向运输针对plk 一 1和bel -2的sirna治疗前列腺癌， 结果发现：运输si

12、ra的适配子能够促便细胞凋亡，便得表达psma的细胞和组织退化，而 对不表达psma的细胞和组织无影响。bagalkot等 将阿霉素直接连接到pmsa适配了 a10± 川以运输到细胞内，可以促进表达psma的细胞凋亡。dhar等同样川适配子精确地将顺靶 向运输到前列腺癌细胞中。zhou等将hivgpl20适配子一 sirna嵌合体用于感染hiv的细 胞，发现能同时通过适配了和sirna抑制艾滋病病毒复制，将该适配了结合到htvgpl60上, 同样也可以抑制htv-1复制，降低传染性。huang等将阿霉素连接到ptk7适配子sgc8c上, 发现阿罅素一适配子复合体对鬲表达冃的蛋白的细胞

13、选择性高，提高了化疗疗效。四、展望随着组织切片selex、复合靶selex、基因组selexl1j、活细胞selex等多种技术形式 的出现，核酸适配子的应用前景也将更加广泛。核酸适配子作为f1前已用于化学制药的核巷 酸分了乙一，具冇很多优越性，对于疾病诊断和发病机制的基础科学研究也冇显著的优势。 适配子同样也可以取代抗休用于免疫纽化和酶联免疫吸附实验來分析组织和血液样本。虽然 适配了应用于临床相对较新，特别是用于体内成像诊断方而还存在一些问题，但其优点及其 相关研究意味着其将具冇更广阔的临床应用前景。参考文献1 baldriche, restrepoa, 0 sullivanck- aptas

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