指数扩增配体的系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX)是20世纪90年代初建立的一项筛选技术。Ellingtong和Tuerk^{[1, 2]}首先运用此技术筛选到特异性吸附噬菌体T4 DNA聚合酶和有机染料的RNA结构Gold^[3]和Singer^[4]等又创造性发挥此技术，并称之为Genomic-Selex，即基因组筛选技术，从单靶物质筛选到多靶物质筛选，对传统的单克隆抗体和多克隆抗体技术是一种挑战，为生物界、生物化学界、医学界提供了高效、快速的检测手段，特别是在小分子靶物质目的基因的结构及功能研究方面，有广泛的应用前景。目前，SELEX技术己成功运用到许多靶分子的筛选，包括金属离子、有机染料、药物、氨基酸、细胞因子、辅因子、氨基糖苷、抗生素、氨基类似物、核苷酸和多肽等。其中蛋白质类靶分子最多，包括酶、生长因子、抗体、转录因子、细胞粘附分子和选择素等。

1 SELEX技术的基本原理

SELEX技术的基本思想是体外化学合成一个单链寡核苷酸库，用它与靶物质混合，形成靶物质-核酸复合物，洗掉未与靶物质结合的核酸，分离与靶物质结合的核酸分子，以此核酸分子为模板进行PCR扩增，再进行下轮的筛选过程。通过重复的筛选与扩增，一些与靶物质不结合或与靶物质有低亲和力、中亲和力的DNA或RNA分子被洗去，而称之为适配子的、与靶物质有高亲和力的DNA分子或RNA分子则从非常大的随机库中分离出来，且纯度随SELEX过程的进行而增高，从pmol到nmol，有的甚至到mol。体外化学合成的随机寡核苷酸库中每条DNA链的两端为固定碱基序列，中间是随机碱基序列，由于这种随机序列，而决定了库中每条链自然形成的空间构象，即二级结构的多样性，决定了库中潜在地存在能与各种蛋白和低分子靶物质有亲和力的核酸配体。

2 SELEX技术的运用

抗体技术提供了对各种各样分子识别的需要，为临床检测和治疗提供了物质基础，并且成为目前临床检验不可缺少的部分。随着SELEX技术的出现，提供了能识别各种各样靶物质并对相应靶物质具有高亲和力和特异性寡核苷酸适配子的可能性。这些称之为适配子的寡核苷酸片段，开始在治疗与检测方面与抗体竞争。适配子不同于抗体，为小分子核苷酸片段，但它们在各种各样的检测形式上类似于抗体特性，对协助现有的和正在出现的疾病检测分析，可满足分子识别的需要，因此，具有巨大的潜在使用价值。与相对成熟的抗体技术比较，SELEX技术还处在发展初级阶段，但它正迅速的不断完善。与单克隆技术相比较。SELEX技术中筛选的，与靶物质有高特异性和亲和力的适配子，不需进行动物免疫，不需考虑动物是否产生免疫耐受，尤其是毒素类物质的耐受；也无须担心免疫应答低而又无法提高抗体滴度等问题。通过SELEX技术可筛选出与不同的半抗原(如毒素或朊病毒)特异性结合的适配子，适配子还可有效地替代抗体或其他仿生感受器^[5]。

2.1 基础医学研究

经过数十年的深入研究、技术发展以及临床试验，适配子作为直接蛋白配体，抑制剂以及临床疾病的诊断和药物治疗，已出现潜在的应用前景^[6]。其原理是它占据了致病的或不致病的靶物质表位，使疾病得到控制。目前，SELEX技术已成功筛选血栓生成因子、一些毒素蛋白和促生长因子等的适配子，并将它们作为拮抗剂，以达到治疗目的。

2.1.1 流行病方面

运用SELEX技术筛选到了高效结合人类免疫缺陷病毒-1(HIV-1)反转录酶的适配子，并发现反转录酶上与适配子结合的裂隙，亦是该酶与病毒模板及引物结合的部位。Joshi和Prasad^[7]运用基因转导技本将适配子基因导入细胞内并观察表达的适配子对HIV-1复制行为的抑制情况，结果显示，与对照组比较,从实验组获得的病毒颗粒的侵染性降低了90％～99％，同时，适配子对HIV的抗药亚型同样有很强的抑制作用，这为艾滋病的基因治疗研究提供了一种有效的新方法。Takemura K^[8]采用SELEX技术富集且筛选到与重组人体细胞朊病毒蛋白［rhuPrP(c)］和哺乳动物PrP(C)具有不同亲和力的适配子，此适配子可作为PrP(C)富集的生物样品以及双配体分析系统的识别工具。

2.1.2 免疫系统方面

Santulli-Marotto等^[9]筛选的细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T cell antigen-4，CTLA-4)的适配子在体外能抑制CTLA-4的功能，促进小鼠体内肿瘤的衰退。同时，该适配子的四聚体形式能明显增强其在体外和体内的生物活性，意味着适配子的多价体可以发展成为高效的治疗药剂。系统性红斑狼疮是一种自身免疫性疾病，病人体内产生了大量的自身抗体，通过SELEX技术筛选出这些抗体的特异配体，能拮抗其对机体的免疫损伤作用。

2.1.3 肿瘤方面

Daniels DA^[10]采用SELEX技术筛选到肿瘤基质中一种胞外蛋白-生腱蛋白(Tenaacin-C)的DNA适配子。Tenaacin-C参与了胚胎发育及肿瘤发生途径，从而证明了SELEX技术对于复杂体系中肥物质生化特性的早期鉴定是一个成功的方法。还有研究利用寡核苷酸适配子与蛋白的结合位点有高度的亲和性和特异性强的特点，用SELEX技术筛选到适配子，用它们来封闭这些蛋白上的结合位点，阻断了这些蛋白的功能发挥。因此，这些适配子可以作为临床某些疾病的治疗药物，如NX211，一种治疗癌症的药物，在美国、加拿大、瑞士等国家己进入Ⅰ/Ⅱ期临床试验。由于这些药物是小分子的寡核苷酸片段，进入液中容易排出，即在血液中停留的时间较短，一般将它们放到一个大分子载体上，延长它们在血液中发挥效应的时间；还有一些不利于它们起作用的因素，如血液中的核糖酶容易将这些寡核苷酸适配子(特别是RNA)降解，将这些药物进行适当修饰，不影响它们的治疗功能。在适配子修饰方面人们已做了大量工作，产生了各种各样的方法SELEX后修饰(post-SELEX modifications)，如将嘧啶核糖2'-OH换成2'-F或2'-NH2或2'-OCH₃，修饰后的适配子可以在血清中存在2d以上，但修饰可能会改变适配子的折叠，降低亲和力。为避免这一情况发生，在不影响T7RNA聚合酶作用的前提下，可以先对文库中的核酸序列进行2'-OH修饰，再进行筛选。其他的修饰方法还有以筛选到的适配子为原型，用化学方法合成它的镜像序列，称为Spiegelmers，即将自然情况下的D型核糖换成L型核糖，以抑制核酸酶的降解作用，使适配子的稳定性增强。此外，将适配子锚定在脂质体上或偶联到中性的大分子上(如聚乙二醇等疏水基团)也可延长其在体内的滞留时间。

3 生物分析方面的应用 3.1 蛋白检测

目前已有运用SELEX技术与亲和-PCR(affinity-PCR)方法连用进行蛋白检测。检测中需要与靶物质结合的相邻的适配子之间相互连接，同时要求靶物质蛋白具有2个结合位点，从而能够连接2个相同或不同的适配子，每一个适配子具有一个寡核苷酸突出端。适配子与靶物质结合后，适配子的突出端彼此靠近，并通过一个连接体连接起来。连接部位的核苷酸序列随后通过PCR扩增并使靶物质蛋白得以检测。蛋白质的双重识别，使靶物质获得极好的筛选，但仅有极少的靶物质具有一对结合位点^[11]。

运用这种方法进行蛋白检测，首先在对凝心酶及血小板衍生因子(PDGF-BB)的分析中得以阐述^[12]。随后，DiGu-sto采用邻近延伸的方法，即采用一个环形适配子作为支架用于适配子的连接^[18]，随后通过实时聚合酶链式反应(real-time PCR)进行检测。Wang等^[14]报道了关于一种外切核酸酶的分析，在该分析中，适配子与凝血酶连接，从而阻止了外切核酸酶I的水解反应，而未与凝血酶连接的适配子则被水解。与凝血酶结合的适配子随后与2个连接体连接，从而形成一段长的适合检测的寡核糖核苷酸进行real-time PCR。目前，Zhang进一步改进了基于适配子的亲和PCR技术，极大地提高了灵敏度，并将它应用于HIV-I反转录酶(RT)的痕量测定中^[15]。

3.2 电化学传感器

目前已有研究将SELEX技术与电化学方法结合用于检测蛋白，即用链霉亲和素磁珠将适配子包裹成纳米颗粒(NPs)或金一电极表面^{[16, 17]}，再将此功能化表面暴露于含有靶物质的样品中。通过预浓缩可将靶物质放大至电极表面，再通过改变适配子构象所形成的电流即可检测靶物质^[18]。

4 结语

总之，SELEX技术相对于单克隆抗体及其纯化所需时间少，随机寡核苷酸文库，特别是随机的RNA文库，与现代人们常用的蛋白、多肽以及合成的小分子有机化合物库相比较，作用的靶分子范围更广泛。且筛选出的适配子与靶物质结合能力强于天然配基，筛选所需周期短。SELEX技术自问世以来，其技术本身发展也非常迅速，混合SELEX(blended SELEX)、复合靶子SELEX(complex targets SELEX)、基因组SELEX(genomic SELEX)等改进的SELEX技术的相继建立，使得SELEX技术的应用前景更加广阔。