適配體技術(shù)與惡性腫瘤的診斷、治療

王夢(mèng)主 夏薇 王昶 杜冰洋 付桂蓮 高麗君

【摘 要】適配體是一類(lèi)通過(guò)指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)篩選得到的能與目標(biāo)檢測(cè)物特異性結(jié)合的具有獨(dú)特三維構(gòu)象的小分子RNA或單鏈DNA。核酸適配體可以與靶標(biāo)高特異性、高親和力結(jié)合，同時(shí)具有自身分子質(zhì)量小、免疫原性低、熱化學(xué)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，使得適配體在疾病檢測(cè)、藥物研發(fā)、臨床治療、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有著良好的應(yīng)用前景。本文對(duì)適配體技術(shù)與惡性腫瘤的診斷、治療研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】適配體；SELEX；惡性腫瘤

【中圖分類(lèi)號(hào)】R730 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-6851（2018）04-0-02

惡性腫瘤是起源于遺傳和隨后的分子水平的突變和改變的一類(lèi)疾病，是全球死亡的主要原因之一，如果能早期發(fā)現(xiàn)，其治愈率可達(dá)65%以上。因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷成為了治療關(guān)鍵。

1 惡性腫瘤現(xiàn)狀

2008年統(tǒng)計(jì)調(diào)查顯示，全球共有1270萬(wàn)例癌癥病例和760萬(wàn)例癌癥相關(guān)死亡病例[1]。2010年新發(fā)病例1529566例，死亡569，490例[2]。由于癌前期和癌癥早期階段，腫瘤細(xì)胞數(shù)量少，無(wú)特異的分子標(biāo)志物，所以檢出率低，早期診斷受到限制。因此，尋找特異性強(qiáng)、便于早期診斷的惡性腫瘤分子標(biāo)志物成為研究熱點(diǎn)。適配體因特異性高、親和力強(qiáng)，引起了廣泛關(guān)注。

2 SELEX技術(shù)與適配體

2.1 SELEX技術(shù)

1990年，Tuerk和Ellington兩位科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)各自創(chuàng)立了指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化（systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX）技術(shù)，即SELEX技術(shù)。該技術(shù)是一種能獲取與靶分子高選擇、高親和力結(jié)合的寡核苷酸的篩選技術(shù)，制備出的產(chǎn)物被稱(chēng)為適配體（aptamers）。1998年，Morris和Jensen 首先使用人類(lèi)紅細(xì)胞膜作為復(fù)合混合物靶標(biāo)，通過(guò)基于細(xì)胞的SELEX方法（細(xì)胞SELEX）選擇適配體，該方法提供了一種體外實(shí)驗(yàn)方案，用于分離高親和性適配體，特別是復(fù)合混合物的潛在靶標(biāo)。與其他SELEX方法不同，細(xì)胞SELEX技術(shù)針對(duì)整個(gè)細(xì)胞選擇適配體，因此細(xì)胞表面上的分子靶標(biāo)處于其天然狀態(tài)，并且表示其天然折疊結(jié)構(gòu)。其不僅可以產(chǎn)生能夠以非常高的親和力和特異性識(shí)別這些獨(dú)特特征的適配體，而且能夠容易地發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞的分子特征。

2.2 適配體

適配體是小單鏈（ss）DNA或RNA寡核苷酸（分子量為5-40kDa），由于各種分子內(nèi)相互作用而折疊成獨(dú)特的三維（3D）結(jié)構(gòu)。適配體與靶分子憑借彼此互補(bǔ)的立體結(jié)構(gòu)，相互結(jié)合形成牢固穩(wěn)定的化合物，類(lèi)似于介導(dǎo)抗體-抗原識(shí)別和復(fù)合物形成的構(gòu)象識(shí)別，適配體通過(guò)范德華力，氫鍵，靜電相互作用，平坦部分的堆疊和形狀互補(bǔ)性使得其能高特異性和親和性結(jié)合同源靶標(biāo)，解離常數(shù)甚至達(dá)到nmol/L～pmol/L，可以辨別出靶分子在結(jié)構(gòu)上的細(xì)小差別。

3 適配體在惡性腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用

3.1 適配體在惡性腫瘤診斷中的應(yīng)用

2000年，Hicke 等創(chuàng)造了“護(hù)送適配子”這一術(shù)語(yǔ)，并證明適配體可能被用作提供治療和診斷試劑的工具。

使用細(xì)胞SELEX技術(shù)，上官等鑒定了靶向T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系CCRF-CEM的DNA適配體，用于急性淋巴細(xì)胞白血病診斷。選擇的適配體sgc8c可以在真正的臨床標(biāo)本中特異性識(shí)別人骨髓抽吸物中的白血病細(xì)胞[3]。因此，sgc8c在開(kāi)發(fā)用于惡性腫瘤診斷的特異性分子探針?lè)矫婢哂泻艽蟮那熬啊?010年，Sefah等[4]開(kāi)發(fā)了一組DNA適配體，通過(guò)細(xì)胞SELEX對(duì)結(jié)腸直腸癌培養(yǎng)的細(xì)胞系DLD-1和HCT 116進(jìn)行篩選。所選擇的適配體具有高親和力和選擇性，以鑒定與結(jié)腸直腸癌相關(guān)的特異性生物標(biāo)志物。人類(lèi)表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）的過(guò)度表達(dá)與許多惡性腫瘤有關(guān)，包括卵巢癌，肺癌，胃癌和口腔癌。因此，監(jiān)測(cè)HER2表達(dá)有利于惡性腫瘤的早期診斷。Javed等人[5]開(kāi)發(fā)了一種新的體外測(cè)定法，以檢測(cè)HER2蛋白。該方法基于碳納米管（CNT）包裹的抗HER2 ssDNA適配體的親和解離。

3.2 適配體在惡性腫瘤治療中的應(yīng)用

通過(guò)細(xì)胞SELEX技術(shù)生成的適配體可以在沒(méi)有其分子特征的知識(shí)的情況下特異性識(shí)別細(xì)胞表面生物標(biāo)志物。因此，適配體也可以作為藥物有效載體或適配體功能化的納米顆粒，幫助藥物釋放到可以實(shí)現(xiàn)藥物靶向遞送的特定靶區(qū)域。

Lupold等人[6]使用純化的蛋白質(zhì)作為靶標(biāo)，并鑒定出可以識(shí)別PSMA細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域的適配體A10。此外，已經(jīng)報(bào)道了基于適配體的包括化療藥物如阿霉素，多西他賽，柔紅霉素和順鉑的藥物，諸如gelonin等毒素和各種光動(dòng)力治療劑以及各種小干擾RNA的藥物[7]。迄今為止，在臨床試驗(yàn)中對(duì)不同類(lèi)型惡性腫瘤的治療評(píng)估了幾種適配體。Pegaptanib（Pfizer / Eyetech）是靶向VEGF的適配體，已被FDA批準(zhǔn)用于臨床治療AMD[8]。最常用于惡性腫瘤治療的研究適應(yīng)癥是AS1411。AS1411是一種未經(jīng)修飾的富含鳥(niǎo)氨酸的26-mer DNA鏈，已經(jīng)在幾種癌細(xì)胞系中進(jìn)行了檢測(cè)，包括前列腺癌，乳腺癌，肺癌，胰腺癌，腎細(xì)胞癌，卵巢癌，子宮頸癌，結(jié)腸癌等。幾乎每種在體外測(cè)試的癌細(xì)胞類(lèi)型中也顯示出抗增殖活性。

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