核素核酸适配体筛选，是以 SELEX 技术为基础，筛选得到可用于放射性核素偶联的核酸适配体，再通过双功能螯合剂连接诊断 / 治疗核素，构建核素‑适配体探针，服务于肿瘤 PET/SPECT 显像与放射性靶向治疗，是核医学与核酸药物交叉方向的重要技术手段。适配体为单链 DNA/RNA，折叠形成特殊三维构象识别靶标，凭借分子量小、组织穿透强、免疫原性极低、便于化学修饰标记等优势，成为核素靶向探针的候选分子。
1、核心技术原理
核素适配体筛选在经典 SELEX 之上，兼顾两点核心需求：一是 适配体本身对疾病靶蛋白 / 肿瘤细胞具备高特异性结合；二是 序列预留化学修饰位点，偶联核素后不会破坏原有折叠与结合活性。 先构建大容量随机核酸文库，经过多轮 "结合‑洗涤‑洗脱‑扩增" 迭代富集；结合放射性示踪 SELEX、Cell‑SELEX 等改良方案，通过负筛剔除非特异性吸附序列；筛选完成后，候选适配体再开展核素标记，验证标记产物的亲和力、体内分布、肿瘤靶向富集效果，最终获得可用的诊疗探针候选序列。常用诊断核素包括⁶⁸Ga、⁹⁹ᵐTc、¹⁸F；治疗核素包含 ¹⁷⁷Lu、²²⁵Ac 等。
2、标准化筛选实验流程
- 文库设计构建：选用 DNA 或 2'‑F 修饰 RNA 文库，提升核酸酶耐受，预留化学偶联修饰位点，保障后续核素标记不破坏适配体空间构象。
- 多轮 SELEX 正负筛选：根据靶点选择蛋白 SELEX 或 Cell‑SELEX；设置严格负筛，去除结合正常细胞、螯合剂、缓冲基质的假阳性序列；逐步加大筛选压力，缩短孵育时间、增加洗涤次数，富集高特异性序列。
- 富集评估与高通量测序：采用放射性示踪监测每轮富集效率，NGS 高通量测序统计序列丰度，挑取高频候选适配体。
- 体外活性验证：合成候选序列，BLI/MST 测定 KD 亲和力，验证特异性；测试血清稳定性，筛选耐受核酸酶降解的分子。
- 核素标记与功能复筛：通过双功能螯合剂完成核素偶联，检测标记率；开展细胞结合、小动物显像，评估探针肿瘤富集、脏器本底、药代行为，完成候选分子最终确认。
3、相比核素标记抗体的突出优势
- 组织穿透能力优异：适配体分子量小，更容易渗透进入实体瘤深部，对微小转移灶显像具备潜力PMC。
- 免疫原性极低：几乎不会诱发抗药物抗体，重复给药风险远低于完整抗体类核素探针。
- 化学可控性强：全化学合成生产，批次稳定，可灵活定点引入螯合基团，便于核素偶联改造。
- 体内清除快：未结合探针可快速经肾脏代谢，降低非靶组织辐射本底，改善显像信噪比。
4、现存技术瓶颈
天然核酸易被体内核酸酶降解；分子量偏小带来快速肾脏清除，需要 PEG、环化等修饰优化药代；部分序列存在非特异性电荷吸附，造成脏器本底偏高；核素标记条件会影响适配体构象，筛选得到的适配体偶联核素后亲和力有可能下降，必须做标记后复筛。
5、主要应用场景
肿瘤 PET/SPECT 分子影像探针开发、放射性诊疗一体化探针研发、区分肿瘤病灶与术后炎症、ApDC 联合核素治疗新策略、体内分子示踪与生物标志物验证研究。
全文总结
核素核酸适配体筛选打通了从核酸文库到核医学靶向探针的完整链路，依托 SELEX 定向进化获得靶向序列，再结合放射化学修饰，充分发挥适配体穿透力强、免疫原性低的特点，弥补抗体类核素探针的部分短板。但核酸体内稳定性、药代特性、标记后活性保留仍是该技术的关键卡点，筛选阶段就要兼顾结合性能与后续标记兼容性，结合负筛、化学预修饰、标记后体内复筛多维度质控，才能产出真正适配活体显像与放射性治疗的候选探针，推动核酸类核素诊疗试剂的转化研究。