核酸適配體（Aptamer）或核酸適體是一類具有特異性識別功能的單鏈DNA或者RNA核酸分子，利用指數(shù)富集的配體進化技術（SELEX）從特定的寡核苷酸庫中篩選出來，能與靶分子特異性結合。

核酸適配體和蛋白肽鏈結合的示意圖

圖片來源：http://aptamer.icmb.utexas.edu/images/aptamer-rre_rev.jpg

從1990年第一篇核酸適配體的文章發(fā)表，距今已經(jīng)近30年的時間。最早是由Craig Tuerk 和Larry Gold在Science發(fā)表了相關研究成果，預測T4DNA polymerase可作為蛋白質配體，并首次提到SELEX；同一年，Ellington,A.D.和Szostak，J.E.affinity命名aptamer，確認RNA有完整的配體結合位點，預測保守序列區(qū)的結合和催化功能；1992年Bock LC、John Toole JJ首次篩選凝血酶ssDNA，ssDNA不存在生理作用，但卻具有抑制凝血酶催化纖維蛋白凝結的功能。至今，已經(jīng)有2000多種靶標被報道。

類似“達爾文進化理論”的SELEX

適配體和抗體

人們常將核酸適配體和抗體進行比較，是因為兩者具有很多相似之處。兩者都具有親和性和特異性，都可與靶向目標特異性結合，并因此特性應用于生物醫(yī)學領域。

隨著篩選技術研究的發(fā)展，越來越多的把分子獲得高親和力的、高特異性的適配體，具有廣泛的應用前景，特別是分子識別檢查的領域。與成熟的抗體實驗相比，目前適配體可以補充抗體性能的不足，但是不能完全取代抗體。

為什么核酸適配體備受研究人員關注？

核酸適配體之所以受到廣大研究人員的關注，是因為其“可以做抗體不能做的事”。核酸適配體的作用本質是核酸分子折疊形成特定三維結構而與生物靶標高親和力、高特異性結合，具有與單克隆抗體相似的親和力與特異性，同時又具有抗體無法媲美優(yōu)點。

核酸適配體的優(yōu)點

核酸適配體的優(yōu)點包括：

親和力高，特異性強；

易于制備，可通過化學合成制備、改造與標記，可在體外篩選，可高通量獲得；免疫原性和毒性低；

目標靶范圍廣，包括離子、小分子、多肽、蛋白質、細胞、組織切片等；

化學結構穩(wěn)定，不易受pH、溫度等環(huán)境因素影響而變性；

容易修飾，可操作性強。

以上這些優(yōu)點使其在生物醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景，因此在基礎研究及應用研究領域均呈現(xiàn)了快速發(fā)展的趨勢。

核酸適配體的廣泛應用前景

核酸適配體在分析化學、蛋白質組學、臨床醫(yī)學、藥物研發(fā)及基因調控等領域已經(jīng)成為重要的研究工具。

（1）發(fā)現(xiàn)新靶標及生物標記物

作為親和分子，用于復雜液相樣品中差異分子的鑒定和腫瘤細胞及完整微生物的差異分子鑒定；

（2） 作為已知靶標的生物探針

可代替抗體進行免疫組化、ELONA、便攜式生物傳感器、可視化檢測試劑及體內成像等方面的應用，在以上多個方面尤其是便攜式生物傳感器方面的研究已經(jīng)取得很大進展；

（3）適配體藥物

一是本身作為生物技術藥物及藥物解毒劑，具有脫靶效應優(yōu)勢；二是作為靶向藥物的導向分子(Aptamer-guided drug,AGD)，用于精準醫(yī)療領域。2005年FDA已批準上市了第一個核酸適配體藥物，商品名為Macugen；

（4）蛋白質組學

 在蛋白組學的研究中，用核酸適配體制備成的核酸配基陣列具有抗體芯片和2-D膠不可比擬的優(yōu)勢，成為備受青睞的一項工具。

核酸適配體面臨的問題與挑戰(zhàn)

核酸適配體發(fā)展將近30年的時間，但仍有很多問題，阻礙了其實際應用的腳步。

例如體內表現(xiàn)很差，在血液中易被降解；核酸分子結構太小，腎清除速度快，作為藥物時藥物動力學性能差；核酸適配體作為核酸分子探針，化學作用力非常有限，增加了不易被結合的靶標分子的時候篩選難度，且靈敏度不夠高；利用適配體發(fā)現(xiàn)靶標時，缺乏高通量篩選及鑒定的方法；作免疫組化應用時，可用的特異性適配體還較少，臨床應用不受認可，亟待推廣等等問題。

有研究人員笑稱，研究這么久，卻沒有成熟的產品，很怕會失業(yè)。當然，即便道路長且阻，研究人員也從未放棄，始終積極尋求突破。

“春天”不遠，未來可期

2019年5月25日，在譚蔚泓院士的支持下，北京核酸適配體交叉技術學會成立，這是核酸適配體研究領域的第一個學術組織，聚集了北京各大高校、科研院所的研究人員，共同致力于核酸適配體的發(fā)展。

有人說，核酸適配體的“春天”就要到來。過去十年，越來越多的科學家積極投身到核酸適配體的研究中來，使得該領域得到了迅猛發(fā)展。希望通過科學工作者們辛勤的付出，核酸適配體能夠早日實現(xiàn)從基礎研究到實際應用的跨越，真正迎來“春天”。