文獻導讀

2021年1月20日，來自國家奈米中心研究員蔣喬和丁寶全作為共同通訊作者在Nature communications上發表了題為A DNA origami-based aptamer nanoarray for potent and reversible anticoagulation in hemodialysis的文章。 該研究使用DNA摺紙技術（DNA-origami）構建了一種穩定、高效、安全、可快速解毒的奈米抗凝劑。這種由生物大分子構成、具有良好生物相容性的DNA奈米結構，為構建安全、可程式化設計的奈米抗凝劑提供了新策略。

研究介紹

透析環路中產生的凝血反應是急慢性腎損傷患者進行血液透析時出現問題之一。肝素常用於臨床血液透析過程中，但具有不良反應；而其解毒劑魚精蛋白也具有一定的毒性。因此，開發出高效、可控、安全的抗凝劑用於透析，是臨床實踐的重大需求。與直接清除迴圈系統中的抗凝藥物相比，利用解毒劑對其活性進行控制是一種更安全的調控方法。利用指數富集的配體系統進化（SELEX）技術篩選得到的核酸適配體既能有效一直凝血酶活性，又能利用互補序列與適配體雜交形成雙鏈，透過破壞適配體與凝血酶結合域實現快速解毒，從而減少或避免出血風險。然而，核酸適配體在實際使用中受到限制，如核酸序列在體液內穩定性較差、易被降解、易被代謝清除。然而，核酸適配體在實際使用中仍受限制，如核酸序列在體液內穩定性較差、易被降解、易被代謝清除，這限制了其進一步應用。為了提升核酸適配體在活體內的穩定性、實現長迴圈，已有報道利用奈米顆粒結合核酸適配體實現其“奈米化”，則可以在不影響其活性的基礎上提高穩定性，該策略已被用於靶標配體的篩選或檢測探針研究，但目前，這種功能化奈米結構用於醫學實踐的報道還較少。

在奈米醫學領域，DNA奈米技術展現了巨大的潛能，其中，DNA摺紙技術（DNA origami）作為一種獨特的DNA自組裝技術，近年來獲得了廣泛關注。DNA奈米材料具有結構精確可控、易於化學修飾、生物可降解等特點，在藥物靶向運輸、可控釋放、多種藥物協同運輸治療、智慧藥物體系構建等方面具有廣闊的應用前景。在已有研究基礎上，作者設計製備出一種DNA摺紙奈米結構，透過引導控制抗凝核酸適配體的排布，構建獲得一種穩定、高效、安全、可快速解毒的奈米抗凝劑。

作者利用DNA摺紙技術獲得長方形奈米結構，該奈米結構表面所有位點和序列均經過預先設計。透過位點控制，能夠將凝血酶核酸適配體雜交組裝到奈米結構表面形成陣列，適配體的種類、位點分佈和密度均可調整。這種奈米抗凝劑能夠有效識別結合凝血酶，穩定抑制凝血酶的活性而產生抗凝血的效果。同時，可透過適配體互補鏈的加入，抑制適配體與凝血酶的結合，快速解毒而恢復凝血酶功能。由於是奈米級抗凝劑，其尺寸和分子量相較於核酸適配體本身均有明顯增加，在活體具有更長的存留時間。研究表明，在凝血酶/纖維蛋白原混合溶液、小鼠血漿、人血漿/全血、小鼠活體中，這種DNA奈米抗凝劑均顯示出其良好的抗凝效能與快速解毒的效果。

之後，作者將DNA奈米抗凝劑用於體外透析環路模型中，奈米抗凝劑也展現出良好的抗凝特性，有效抑制了環路中血凝塊的形成。這種由生物大分子構成、具有良好生物相容性的DNA奈米結構，為構建安全、可程式化設計的奈米抗凝劑提供了新策略。

血液病

血液病是原發於造血系統的疾病，或影響造血系統伴發血液異常改變，以貧血、出血、發熱為特徵的疾病。造血系統包括血液、骨髓單核一巨噬細胞系統和淋巴組織，凡涉及造血系統病理、生理，並以其為主要表現的疾病，都屬於血液病範疇。血液病臨床分為三大型別：紅細胞疾病、白細胞疾病、出血和血栓性疾病。臨床上常見的疾病有白血病、再生障礙性貧血、骨髓增生異常綜合症、血小板減少症、多發性骨髓瘤、淋巴瘤、骨骼纖維化、血友病、地中海貧血等。引起血液病的因素很多，諸如：化學因素、物理因素、生物因素、遺傳、免疫、汙染等，都可以成為血液病發病的誘因或直接原因，由於這些原因很多是近幾十年現代工業的產物，從而使血液病的發病率有逐年增高的趨勢，可以說，血液病是一種現代病。以往的血液病的檢測往往透過常規生化指標，活體鏡檢等進行，隨著人們對發病機理的深入探索，一些與疾病相關的指標被提出來，作為疾病診斷新的證據。比如：紅細胞生成素(EPO)、鐵蛋白(FE)、血管性血友病因子(vWF)、血栓調節蛋白(TM)以及凝血因子系列等。