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1月3日，記者從中國科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所獲悉，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)所所長譚蔚泓與中國科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)所研究員吳芩團(tuán)隊成功構(gòu)建了，全球首個在單細(xì)胞分辨率下同步實現(xiàn)細(xì)胞膜表面標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)與靶向核酸適體探針獲取的一體化平臺——SPARK-seq。該技術(shù)成果于1月1日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

據(jù)悉，SPARK-seq平臺為分子識別、原創(chuàng)靶點發(fā)現(xiàn)及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究提供了全新的強大工具，有望為眾多因靶點不明而缺乏有效療法的疾病（如三陰性乳腺癌）開辟全新的治療途徑。

一直以來，細(xì)胞膜蛋白是藥物作用的關(guān)鍵靶點，而核酸適體是一類能夠高特異性、高親和力結(jié)合靶標(biāo)分子的寡核苷酸，被譽為“化學(xué)抗體”，在疾病診斷與靶向治療中潛力巨大。然而，傳統(tǒng)的核酸適體篩選方法效率低、過程繁瑣，且難以在生理相關(guān)環(huán)境下系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)全新的疾病標(biāo)志物。SPARK-seq平臺的誕生，正是為了系統(tǒng)解決這一系列挑戰(zhàn)。

相較于傳統(tǒng)方法，SPARK-seq平臺篩選效率提升達(dá)百倍以上，并能以前所未有的精度鎖定潛在的癌癥標(biāo)志物與治療靶點?！拔覀冄邪l(fā)SPARK-seq的初衷，是為了攻克像三陰性乳腺癌這類缺乏明確治療靶點的臨床難題?！眳擒吮硎?，該平臺在單細(xì)胞層面部署的“分子雷達(dá)”，能夠大規(guī)模、并行地精準(zhǔn)識別細(xì)胞表面與疾病相關(guān)的靶標(biāo)，并同步獲取能特異性結(jié)合它的核酸適體探針。

SPARK-seq的工作原理主要分為三個關(guān)鍵步驟：第一步，利用CRISPR基因編輯技術(shù)對大量癌細(xì)胞進(jìn)行“微創(chuàng)手術(shù)”，精準(zhǔn)剪掉特定的膜蛋白；第二步，引入包含海量候選分子的核酸適體庫；第三步，借助單細(xì)胞測序技術(shù)，為每個細(xì)胞拍攝“高清全景照”，在同一個細(xì)胞里同步讀取“誰被剪掉了”“細(xì)胞變了嗎”“誰結(jié)合上去了”的關(guān)鍵信息。

“通過自主研發(fā)的新算法和大數(shù)據(jù)分析，SPARK-seq將細(xì)胞膜表面標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)從‘間接推測’轉(zhuǎn)變?yōu)榭伞庇^解讀’的數(shù)字信號?！眳擒苏f。SPARK-seq作為一個強大且自主可控的原創(chuàng)性平臺，為“無藥可靶”疾病的靶點研究與治療開發(fā)提供了全新范式與希望。未來，該技術(shù)有望推動形成一種“按圖索驥”式的精準(zhǔn)醫(yī)療新模式，快速為不同疾病匹配或定制治療分子，極大提升藥物研發(fā)的效率和治療方案的精準(zhǔn)度。

“我們期待SPARK-seq能推動生物醫(yī)藥研發(fā)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗篩選，向數(shù)據(jù)驅(qū)動與智能設(shè)計的新范式演進(jìn)?！弊T蔚泓展望道，“未來，我們或許可以像根據(jù)藍(lán)圖建造房屋一樣，通過計算智能設(shè)計出自然界不存在的、性能卓越的新型靶向核酸藥物，讓更多患者早日受益于真正的精準(zhǔn)治療方案?！?/p>