2020年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：靶向多肽探針高通量篩選及其在活體分析檢測中的應用
完成單位：北京理工大學、國家納米科學中心
完成人：王蔚芝、王子華、胡志遠
成果簡介：
“精準醫學”時代到來，靶向分子探針成為強有力的分子識別與精準檢測工具。然而，探針的親和力、特異性、穩定性、安全性等指標的提高仍是分子識別領域的關鍵問題。靶向多肽是指針對特定的生物靶標具有特異性親和作用的肽分子配體。相比于抗體識別，多肽更易于化學合成和修飾、免疫原性低、可長期穩定保存；相比于核酸識別，多肽具有更豐富的多樣性和更好的生物相容性。因此，靶向多肽對解決精準識別和特異檢測方面獨具優勢。該系列成果聚焦靶向多肽納米探針，以“發明新工具，發現新探針，發展新應用”為層次不斷深入研究。首先，依托微流控芯片平臺，發明了高通量篩選新工具，該平臺適用于幾乎任意受體的靶向多肽探針篩選，在技術上由傳統的“隨機海量尋找”轉變為“自動分選，陣列定位，原位測序，直讀常數”，在篩選效率和篩選精度方面取得突破；其次，利用該平臺發現了一系列針對腫瘤等重大疾病靶點的新型靶向多肽探針，具有優異的親和力、特異性和穩定性；最后，將這些多肽開發為小分子/納米探針并發展生命分析化學中相關的體內/體外檢測新應用，部分多肽探針已進入臨床轉化。
創新點及科學價值：
該成果首先依托微流控芯片平臺，發明了高通量靶向多肽篩選檢測新技術，可適用于幾乎任意受體蛋白對靶向多肽的篩選。其次，利用該平臺獲得的核心成果是一系列針對不同疾病標志物的新型多肽探針。最后，發展這些靶向多肽在生物檢測與生命分析相關領域的應用：分別利用小分子多肽探針和超分子納米多肽各自的優勢，在分子層面實現靈敏識別與檢測，在細胞層面實現實時傳感與成像，在活體層面實現精準造影與示蹤。該成果從研究“篩的快”到“篩的好”，從研究“小分子探針”到研究“納米探針”，針對體外活檢與活體分析中的若干關鍵問題取得了創新進展。
社會經濟效益：
由于該篩選平臺集成、高效和穩定，還具有普適性，可以拓展至針對任意受體進行靶向多肽、類肽及肽核酸等配體的篩選，可發展為藥物和診斷探針開發的平臺。相關發明專利已轉讓至企業進行市場化研發。
應用前景：
該成果所涉及的方法屬于分析化學與生命科學的交叉學科，是圍繞我國的衛生健康事業的應用基礎型研究。成果特色之一是基于活性體系原位構建高通量多肽篩選新方法。該新方法研發成功后將具有普適性，可在技術成熟后服務于高新生物醫藥企業或科研機構，用于藥物篩選、探針及先導化合物篩選等；項目特色之二是用于腫瘤診療的小分子探針與超分子多肽產品，可為腫瘤診斷、分子藥物優選提供有借鑒意義的先導化合物和靶向造影劑原料，與我國的生命健康事業緊密相關。
