综述：用于筛选肽配体的技术及其在癌症化疗药物递送系统中的应用

这篇综述聚焦筛选肽配体技术，指出噬菌体展示技术在构建肽 - 药物偶联物（PDC）上优势显著。

　　

用于筛选肽配体的技术及其在癌症化疗药物递送系统中的应用

一、引言

在癌症治疗领域，化疗是一种重要的手段。然而，化疗药物存在着不可忽视的弊端。这些药物在对癌细胞发起攻击的同时，往往会在癌症患者体内引发显著的细胞毒性副作用，给患者的身体带来沉重负担。不仅如此，长期使用化疗药物还常常导致耐药克隆的扩张，使得癌症治疗变得更加棘手。

近年来，科研人员投入了大量精力，致力于开发新型药物递送系统，期望能够将药物的作用精准地局限于靶细胞，减少对正常细胞的损害，提高治疗效果。在实现这一目标的过程中，选择合适的药物载体至关重要。

抗体曾是热门的药物载体选择。它具有特异性结合抗原的能力，理论上可以将药物精准地运送到靶细胞。但在实际应用中，抗体存在不少问题。例如，抗体分子较大，可能难以穿透肿瘤组织，影响药物的有效递送；其生产成本较高，制备过程复杂；而且可能引发人体免疫系统的不良反应。

在这样的背景下，肽作为抗体的可行替代物逐渐崭露头角。肽是由氨基酸组成的短链，相对分子质量较小，具有良好的组织穿透性。同时，许多先进技术应运而生，使得筛选大规模（>?10^10–12）的肽配体文库成为可能，为开发更高效的药物递送系统带来了新的希望。

二、关于本综述

本综述将重点关注这些筛选肽配体的技术。首先，深入探讨一些较为先进的技术，如适配体（aptamers）、核糖体展示（ribosome display）以及基于微生物的技术，尤其是噬菌体展示（phage display）。

适配体是一类经体外筛选技术获得的寡核苷酸或肽，能够特异性地结合目标分子，具有高亲和力和高特异性，在药物递送等领域有潜在应用价值。核糖体展示技术则是一种在体外进行蛋白质筛选的方法，它将基因型和表型联系起来，可快速筛选出具有特定功能的蛋白质或肽。噬菌体展示技术是将外源基因插入噬菌体基因组，使表达的蛋白或肽展示在噬菌体表面，通过与靶分子的结合筛选出特异性的肽。

随后，对这些技术的临床有效性进行比较。评价的标准是它们生成用于靶向药物递送系统的靶向肽的能力，且这些靶向肽需在临床应用中展现出疗效。通过对大量文献的综合分析，发现噬菌体肽展示在发现用于构建肽 - 药物偶联物（peptide - drug - conjugates，PDC）的肽方面，是一个极为出色的平台，有望显著提升癌症化疗的效果。

三、各项技术详细解析

（一）适配体

适配体的筛选过程通常采用指数富集配体系统进化技术（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX）。该技术从一个随机的寡核苷酸或肽文库出发，文库中包含了数量庞大、序列多样的分子。将文库与目标分子进行孵育，那些能够与目标分子特异性结合的适配体就会被保留下来，而不结合的分子则被去除。通过多轮这样的筛选过程，能够逐步富集特异性强、亲和力高的适配体。

适配体的优势明显。它的化学稳定性较好，可以在不同的环境条件下保持其结构和功能。而且，适配体的合成相对简便，成本较低，便于大规模生产。在药物递送方面，适配体能够特异性地识别肿瘤细胞表面的标志物，实现对肿瘤细胞的靶向递送。例如，某些适配体可以特异性结合肿瘤细胞表面过表达的受体，将与之偶联的化疗药物精准地运输到肿瘤细胞内，提高药物在肿瘤部位的浓度，增强治疗效果。

然而，适配体也并非完美无缺。在体内应用时，它可能会被核酸酶降解，导致其稳定性下降。此外，适配体的免疫原性虽然相对较低，但在某些情况下仍可能引发免疫反应，影响其在体内的应用效果。

（二）核糖体展示

核糖体展示技术是一种体外筛选技术，它巧妙地利用了核糖体在翻译过程中的特殊性质。在该技术中，mRNA、核糖体和翻译出来的蛋白质形成一个稳定的三元复合物。由于 mRNA 不含有终止密码子，核糖体无法从 mRNA 上解离，从而使得翻译出来的蛋白质一直与核糖体和 mRNA 相连，实现了基因型和表型的直接关联。

在构建核糖体展示文库时，会将编码各种不同肽段的基因随机插入到合适的载体中，形成一个庞大的基因文库。然后在体外模拟翻译过程，让核糖体对这些基因进行翻译。翻译完成后，将形成的三元复合物与靶分子进行孵育，那些能够与靶分子特异性结合的肽 - 核糖体 - mRNA 复合物就会被筛选出来。通过对筛选得到的 mRNA 进行逆转录和 PCR 扩增，就可以得到编码特异性肽的基因，进而对这些肽进行进一步的研究和应用。

核糖体展示技术的优点在于，它可以在体外进行高通量筛选，能够快速筛选出大量具有特定功能的肽。而且，该技术不受细胞内环境的限制，可以筛选出一些在细胞内难以表达或对细胞有毒性的肽。此外，由于筛选过程是在体外进行，实验条件可以精确控制，有利于提高筛选效率和筛选结果的准确性。

不过，核糖体展示技术也存在一些局限性。例如，该技术对实验设备和技术要求较高，操作过程较为复杂，需要专业的技术人员进行操作。而且，由于筛选过程是在体外进行，筛选得到的肽在体内的实际效果可能与体外实验结果存在差异，需要进一步进行体内实验验证。

（三）噬菌体展示

噬菌体展示技术是基于噬菌体的一种强大的筛选技术。噬菌体是一类感染细菌的病毒，它由蛋白质外壳和内部的核酸组成。在噬菌体展示技术中，将外源基因（编码肽或蛋白质）插入到噬菌体的基因组中，使得表达的肽或蛋白质能够展示在噬菌体的表面。这样，每个噬菌体就相当于一个携带特定肽或蛋白质的载体。

构建噬菌体展示文库时，会将大量不同的外源基因插入到噬菌体基因组中，形成一个包含多种噬菌体的文库。然后将噬菌体文库与靶分子进行孵育，那些表面展示的肽或蛋白质能够与靶分子特异性结合的噬菌体就会被保留下来，而不结合的噬菌体则被去除。通过多轮这样的筛选过程（通常称为淘选，panning），可以逐步富集特异性强的噬菌体。最后，对筛选得到的噬菌体进行测序，就可以确定其表面展示的肽的氨基酸序列。

噬菌体展示技术具有许多独特的优势。首先，它可以构建非常大的文库，文库容量可以达到 10^10–12甚至更高，这使得能够筛选到具有各种不同功能的肽。其次，噬菌体展示技术的筛选效率高，经过几轮淘选就可以从庞大的文库中筛选出特异性强的噬菌体。而且，噬菌体展示技术相对简单，易于操作，不需要复杂的实验设备。此外，由于噬菌体可以在细菌中大量繁殖，筛选得到的噬菌体可以很容易地进行扩增和保存。

在癌症治疗领域，噬菌体展示技术已经取得了许多重要的成果。例如，通过噬菌体展示技术筛选得到的靶向肽可以与化疗药物偶联，形成肽 - 药物偶联物（PDC）。这些 PDC 能够特异性地识别肿瘤细胞表面的标志物，将化疗药物精准地运输到肿瘤细胞内，提高药物在肿瘤部位的浓度，增强治疗效果。同时，由于 PDC 只在肿瘤细胞内释放药物，减少了对正常细胞的损害，降低了化疗药物的副作用。

四、技术临床有效性比较

为了比较适配体、核糖体展示和噬菌体展示等技术的临床有效性，科研人员进行了大量的研究。研究主要从这些技术生成的靶向肽在靶向药物递送系统中的应用效果入手，评估其是否能够提高癌症化疗的疗效。

从已有的研究结果来看，噬菌体展示技术在这方面表现突出。通过噬菌体展示技术筛选得到的靶向肽，在构建肽 - 药物偶联物（PDC）方面具有明显优势。许多基于噬菌体展示技术筛选得到的 PDC 已经进入临床试验阶段，并且在一些癌症治疗中展现出了良好的疗效。例如，在某些实体瘤的治疗中，使用噬菌体展示技术筛选得到的靶向肽与化疗药物偶联而成的 PDC，能够显著提高肿瘤组织对药物的摄取，增强肿瘤细胞的凋亡，从而延长患者的生存期，提高患者的生活质量。

相比之下，适配体和核糖体展示技术虽然也有各自的优势，但在临床应用方面还面临一些挑战。适配体在体内的稳定性和免疫原性问题，限制了其在临床治疗中的广泛应用。核糖体展示技术虽然能够筛选出具有特定功能的肽，但在将这些肽转化为临床应用的过程中，还需要进一步解决体内实验验证、药物偶联等一系列问题。

五、结论

综上所述，在筛选肽配体用于癌症化疗药物递送系统的研究中，适配体、核糖体展示和噬菌体展示等技术都发挥着重要作用。适配体具有良好的特异性和化学稳定性，但在体内稳定性和免疫原性方面有待提高；核糖体展示技术能够在体外进行高通量筛选，但技术要求较高，且筛选结果的体内验证较为复杂；噬菌体展示技术凭借其文库容量大、筛选效率高、操作简单等优势，成为发现用于构建肽 - 药物偶联物（PDC）的肽的卓越平台。

通过对这些技术的深入研究和比较，发现噬菌体展示技术在提高癌症化疗疗效方面具有巨大的潜力。基于噬菌体展示技术筛选得到的靶向肽构建的 PDC，有望为癌症治疗带来新的突破。未来，随着技术的不断发展和完善，相信这些筛选肽配体的技术将在癌症化疗药物递送系统中发挥更加重要的作用，为癌症患者带来更多的希望。科研人员也将继续探索和优化这些技术，进一步提高其临床有效性，推动癌症治疗领域的发展。