科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

美國(guó)斯克里普斯研究所團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞級(jí)別精準(zhǔn)定位的新成像技術(shù)——vCATCH，其能在體內(nèi)“照亮”藥物與單細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn)，有助發(fā)現(xiàn)藥物的副作用。相關(guān)研究發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。

在藥物進(jìn)入體內(nèi)后，人們并不清楚它們實(shí)際上是如何與靶標(biāo)相互作用的，這一過(guò)程基本還是個(gè)黑匣子。對(duì)于大多數(shù)藥物，科學(xué)家只能作出推測(cè)。傳統(tǒng)方法可顯示藥物大致的器官分布，以及藥物在肝臟等器官中的整體濃度，但無(wú)法精確定位藥物與哪些細(xì)胞結(jié)合，更難以發(fā)現(xiàn)藥物可能意外作用的部位。

vCATCH技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞級(jí)別的精準(zhǔn)定位。該技術(shù)適用于共價(jià)藥物，這類藥物能與靶點(diǎn)永久性結(jié)合。團(tuán)隊(duì)在給小鼠注射藥物前，先為藥物分子添加一個(gè)微小的化學(xué)手柄。待藥物在體內(nèi)結(jié)合后，團(tuán)隊(duì)利用點(diǎn)擊化學(xué)原理——一種像拼樂(lè)高積木一樣精準(zhǔn)連接分子的技術(shù)，將熒光標(biāo)簽連接到藥物手柄上，從而揭示每個(gè)藥物分子的最終位點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)還與工程師合作開發(fā)了基于人工智能的分析流程，能夠自動(dòng)識(shí)別全身的藥物結(jié)合細(xì)胞。

在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，他們繪制了抗癌藥物伊布替尼和阿法替尼的結(jié)合圖譜。結(jié)果顯示，伊布替尼不僅與血細(xì)胞中的目標(biāo)結(jié)合，還會(huì)與肝臟、心臟組織和血管中的免疫細(xì)胞結(jié)合，這為其可能引起心律不齊和出血的副作用提供了合理解釋。

目前，團(tuán)隊(duì)正在利用vCATCH技術(shù)探索癌癥藥物是否能更具選擇性地靶向腫瘤細(xì)胞，并研究抗抑郁藥等藥物在大腦中的作用機(jī)制。

團(tuán)隊(duì)成員表示，這項(xiàng)技術(shù)有望成為測(cè)試候選藥物的有力工具，幫助確保藥物能強(qiáng)力結(jié)合靶標(biāo)，同時(shí)避免在其他器官產(chǎn)生不良結(jié)合，從而在新藥開發(fā)早期降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。

總編輯圈點(diǎn)

過(guò)去，大多數(shù)情況下，我們對(duì)藥物的療效只知其結(jié)果，藥物發(fā)揮療效的過(guò)程卻如同“黑匣子”，難以知曉。如今，隨著生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家可以綜合利用熒光標(biāo)記、分子成像等技術(shù)，清晰“看到”藥物如何與單個(gè)細(xì)胞發(fā)生作用。這種精準(zhǔn)成像技術(shù)，無(wú)疑將為藥物研發(fā)和治療帶來(lái)巨大變革。它可以幫助科學(xué)家快速判斷藥物是否精準(zhǔn)作用于預(yù)期目標(biāo)細(xì)胞，找出某些藥物無(wú)效或存在副作用的具體原因，從而助力設(shè)計(jì)出更有效、更安全的新藥。