Aptamer与抗体的对比
核酸适配体具有与单克隆抗体相媲美的亲和力与特异性。与单抗相比核酸适配体还具有以下优点:可在体外筛选,靶分子范围广,分子量较低,没有免疫源性和毒性,可通过化学合成制备、改造与标记,化学稳定性好,能可逆变性与复性,可通过酶扩增、剪切等。这些优点使其在生物医学领域具有广阔的应用前景。
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标准 |
核酸适配体 |
抗体 |
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基本组成 |
核酸(A,G,T,U和C) |
氨基酸(20种) |
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物料 |
核酸(DNA或者RNA) |
包含两条重链和轻链 |
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分子量 |
6-66 kDa(20-220 nt) |
150-180 kDa |
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大小 |
~4nm |
~15nm |
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二级结构 |
发卡、假结、凸环和G-四联体 |
α-螺旋和β-折叠 |
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结合形式/ 作用机理 |
表面识别 三种分子间作用力包括范德华力,氢键和静电吸引,与抗体与抗原的结合力相似 |
结合域(锁和钥匙结构) 三种分子间作用力,抗体识别抗原表面的抗原决定簇 |
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亲和力 |
高 适配体可以识别单位点改变和构象不同的目标物 |
高 抗原有多个表面决定簇,所以可能有多个抗体能进行识别 |
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可能目标物 |
宽范围:离子,有机和无机小分子,核酸,多肽,蛋白,毒素,病毒颗粒,细胞,组织和活体动物 |
受限于能产生免疫原性的物质 毒素和一些小分子没有免疫原性。 |
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产生和发现 |
体外SELEX实验(2-15轮) 2-8周 可运用自动化SELEX进行筛选 |
生物体内实验 2-6个月 |
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生产和消耗 |
固相化学合成 体外可以控制的程序 mg级别的在2天内完成,g级别的在2周内完成。 DNA容易合成,长的RNA需要特别修饰。 生产过程更容易达到GMP标准 |
体内(依赖动物产生) 容易受到细胞和动物源污染 合成5-20 g抗体需要三个月以上 来源于动物细胞:较贵 来源于转基因动植物:较便宜 |
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批间差异性 |
没有或很低 |
显著 |
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自然和加热情况稳定性 |
非常稳定有很长的保质期 高温下(即使在95℃)和程序性的变性和非变形处理也很稳定 核酸适配体能干粉化长期保存并在室温下运输 |
不稳定及有限的保质期 对温度敏感(即使是室温和37℃) 容易变性 需要冷冻保存和运输 |
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化学修饰 |
易于进行和可控 糖环,骨架和碱基上均可进行修饰。 进行修饰不影响其亲和能力 |
受限及不可控 随机修饰容易导致序列无效及抗体失活 |
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体内吸收 |
快 |
慢 |
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免疫原性 |
低 |
高 增加免疫反应,需要多次给药 |
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抗核酸酶降解能力 |
容易降解 半衰期短(如果不修饰的话在10 min以内) |
在体内对核酸酶有抗性,不受影响 |
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肾脏过滤排泄情况 |
快 半衰期短(如果不与大分子交联的话半小时内会排除体外) |
慢 可以在体内留存很久(一个月) |
核酸适配体的缺陷以及应对方案
核酸适配体在体内极易被核酸酶降解而表现出极大的不稳定性,因此需要对它进行修饰提供稳定性和抗降解能力。在核酸适配体的糖环上可以进行 2′-F, 2′-OCH3,2′-NH2修饰,在核酸骨架上可以进行硫代修饰,在核酸适配体的3’,末端可以进行inverted dT修饰。

Aptamer骨架修饰虽可以提高其在体内的稳定性,但在临床治疗方面还不能保证足够的药代动力学活性,因为aptamer分子量较小,静脉注射后几分钟内就可能通过肾脏排泄而被清除。要解决该问题可将它与某些具有生物相容性 大分子连接,延长其在体内的作用时间。
第一种核酸适配体药物哌加他尼钠是聚乙烯醇化的抗VEGF适体,由28个核糖核酸为主链配体,与2个相对分子质量为40kD的聚乙烯乙二醇支链共价相连。分子量为40 kD的PEG能防止核酸适配体快速被血浆清除。
