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院士分享 | 谭蔚泓:核酸适体是如何助力肿瘤精准诊疗的
发布:2024/02/03
编者按

2024精准医学成果转化与数字化发展交流会于1月26日在杭州举行。四位中国科学院院士带来精彩主题分享,并与来自医疗领域的专家学者共同探讨精准医学从基础研究走向临床应用。本号以系列专题形式推出每位院士的分享与圆桌论坛内容。

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谭蔚泓

中国科学院院士

中国科学院杭州医学研究所所长


著名分子医学和化学生物学家,长期从事生物化学、生化分析和分子医学的教育和研究,开创性地提出核酸适体细胞筛选新方法;研制了特异性识别恶性肿瘤分子探针和靶向药物;建立多种重大疾病诊疗新技术。


学术成果

  • 获国家自然科学奖二等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、树兰医学奖、美国化学会光谱化学分析奖、美国PITTCON分析化学成就奖、Ralph N. Adams生物分析化学成就奖等国内外大奖

  • 在Science、PANS等国际著名期刊发表论著900余篇,H指数165

  • 2014-2022连续九年入选汤森路透社全球高被引研究人员名单

在当今的分子医学领域,科学家们正深入探索疾病的微观世界,试图从分子层面理解它们的起源和发展。这一进步使我们能够更早、更准确地诊断疾病,并为患者提供量身定制的治疗方案。此外,分子技术还被用来预防疾病、预测健康风险和改善个人健康管理。“在分子层面做医学就必须要有一个分子,我研究的这个分子是核酸,叫核酸适体。”谭蔚泓院士以这句话引出了分享主题。



核酸适体,作为一种人工合成的寡核苷酸分子,因其能特异性结合靶标分子而被誉为“科学家的抗体”。它们通常由15至60个碱基构成,具有体积小、结构稳定、易于修饰及化学合成的特性,使其在肿瘤精准诊疗中展现出巨大的潜力。经过近30年的科研沉淀,核酸适体领域正步入临床转化应用的关键阶段,其研究成果有望对“看生命、治疾病、保健康”产生深远影响。


核酸适体赋能新型靶向药物开发


化疗,作为治疗癌症的一种常规方法,已经使用了数十年,但这种方法由于缺乏精准的靶向性,常常引发严重的毒副作用,给患者带来额外的痛苦。当前,通过将药物分子与高度特异的抗体结合形成抗体药物偶联物(ADC)是改善靶向性并降低毒副作用的有效策略之一。


在此基础上,谭院士团队进一步探索了核酸适体在靶向药物开发中的应用,提出了Aptamer-Drug Conjugate(ApDC)的概念。核酸适体由于其独特的结构特异性及易修饰性,能够精确识别特定的肿瘤相关抗原。研究团队利用核酸适体上的特定化学功能基团,实现与药物分子共价连接,从而构建出定点、定向且定量释放药物的新型靶向治疗制剂。这一创新方法不仅解决了药物与核酸适体有效偶联的技术难题,还提升了药物传递系统的稳定性和可控性,有望减少对正常组织的损害。



核酸适体在膀胱癌中的诊断研究


核酸适体因其高度特异性和生物相容性,在膀胱癌的诊断研究中展现出巨大潜力。将SGC8核酸适体与放射性核素结合,可以构建出既能进行分子影像又能实现靶向放射治疗的探针。当采用影像核素,如68Ga和18F时,可用于肿瘤成像;而利用治疗型核素,如131I和177Lu时,则可实现针对肿瘤细胞的内照射放射治疗。


基于该技术,谭蔚泓院士与上海交通大学医学院附属仁济医院全面推动临床试验。在前期临床实验中,SGC8核酸适体核素探针对大部分入组膀胱癌患者的显像效果良好,并经病理学验证确认了其核酸适体探针的特异性。目前,研究团队正在入组更多患者,进一步开展队列研究验证该技术对炎症区域与肿瘤区域的区分能力。除了膀胱癌之外,研究团队正逐步拓展其在胰腺癌和肺癌等其他恶性肿瘤诊断及炎癌鉴别中的应用可能性。未来,核酸适体技术有望发展成为一种新的分子影像手段,用于更准确地区分不同类型的炎性疾病与癌症。


核酸适体在三阴性乳腺癌分型分治中的应用


三阴性乳腺癌(TNBC)是最恶劣也是最难治的一种乳腺癌,它的高度异质性,导致基于传统遗传变异、转录组学和代谢组学分型治疗的效果不尽理想。核酸适体技术在此背景下展现出独特优势,它能够在单细胞水平对细胞膜表面蛋白组进行精细描绘,揭示不同肿瘤细胞间显著的异质性。谭院士团队利用这一先进技术,融合现有蛋白组学方法,构建了一种针对TNBC的新型分子分型方法和分型诊治策略,分型诊治的效果在回顾性临床队列中得到验证,并在浙江省肿瘤医院开展了前瞻性的临床试验,目前已入组10多例病人,疗效显著。全国多中心的临床试验也正在筹备中。



圆桌论坛:分子医学与精准诊疗

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谭蔚泓院士的分享结束后,各领域精英齐聚一堂,共同探讨分子医学与精准诊疗的发展。温州医科大学附属第一医院副院长谢聪颖教授担任本期圆桌论坛特邀主持人。


分子医学作为一门前沿交叉学科,正面临着多重挑战与广阔的发展前景。专家们聚焦讨论如何将分子医学的基础研究成果转化为临床实践。例如,在预防出生缺陷方面,分子医学正发挥着重要作用。面对高龄产妇数量的增加和慢性病的年轻化,出生缺陷问题变得越来越突出。核酸适体技术有潜力提高从母体血液中提取关键成分的效率,并揭示无细胞DNA中的未知信息,这对于早期诊断出生缺陷和遗传性疾病至关重要。同时,专家们也探讨了如何利用大数据和互联网技术推动其产业化进程等。


当然,分子医学的科研成果在转化为临床应用时也面临两个重大挑战:一方面,优质科技成果的产出不足及资金支持有限;另一方面,药品价格的下降导致药企研发投入动力减弱,新药研发受阻。


最后,谭院士与各位专家达成共识,构建一个以分子医学为核心的疾病精准防治服务体系,至少要关注三点:一是要有科学严谨的态度,坚持对产品质量的卓越追求,确保每项技术与服务都能满足高标准的临床需求;二是对于包括肿瘤患者在内的特定疾病风险人群,我们需要综合考虑他们的家族病史、遗传背景以及生活习惯等因素,进行个性化的筛查和评估;三是需要通过多种渠道传播信息,让精准医疗的理念深入人心,确保每一个有需要的家庭都能了解并受益于这些先进的医疗技术。