问题:在肿瘤、免疫等重大疾病研究与药物开发中,“找得到靶点”与“做得出探针”常是两道关键门槛。
现实中不少疾病存在明显异质性,同一种肿瘤在不同患者、甚至同一肿瘤的不同细胞之间,分子特征差异显著。
传统路径往往先鉴定细胞表面标志物,再分阶段筛选识别分子的探针或配体,流程分散、耗时较长,且在群体平均信息中容易掩盖稀有细胞或关键亚群的真实特征,导致靶点不清、转化困难,最终影响早诊标志物开发与新药研发效率。
原因:造成这一瓶颈的核心在于研究对象的复杂性与技术链条的不匹配。
一方面,疾病演进受到多种细胞状态共同驱动,尤其是肿瘤微环境与免疫细胞相互作用,使得单一指标难以完整刻画;另一方面,标志物发现与探针获取长期处于“先后串联”的技术路线,实验体系、评价标准与数据链条相互割裂,既增加了不确定性,也带来重复筛选与验证成本。
此外,细胞膜蛋白等表面分子往往丰度低、动态变化快,若缺乏足够分辨率与稳定的识别工具,容易出现候选靶点难以锁定、验证周期长等问题。
影响:在上述背景下,中国科学院杭州医学研究所谭蔚泓院士、吴芩团队构建的SPARK-seq平台,为破解“单细胞层面同时发现标志物并获得对应识别探针”提供了一体化解决方案。
该平台在单细胞分辨率下同步完成细胞膜表面标志物的发现与靶向核酸适体探针的获取,意味着研究者能够更快、更精确地将“候选靶点”与“可用识别工具”配对起来,减少中间环节的损耗与偏差。
团队披露,该平台的筛选效率较传统方法提升达百倍以上,并能以前所未有的精度锁定潜在癌症标志物与治疗靶点。
相关成果已于1月1日在线发表于国际学术期刊《科学》。
业内认为,这类平台化技术不仅有助于加速基础发现,也有望缩短从实验室到临床验证的路径,为早期诊断、伴随诊断和靶向治疗等提供新的技术支点。
对策:面向应用落地,下一步需要把“技术突破”转化为“临床可用”。
一是加强多中心样本与真实世界数据验证,围绕不同人群、不同分期以及不同治疗背景的样本,检验标志物与适体探针在稳定性、特异性、灵敏度等方面的表现,避免“单点样本有效、推广后失效”。
二是推动与临床需求的闭环对接,围绕三阴性乳腺癌等缺乏明确靶点、治疗选择受限的疾病,建立从标志物筛选、机制研究到诊疗产品原型开发的协同链条。
三是完善标准与监管配套,对适体探针相关试剂、检测流程、质量控制与评价体系开展规范化建设,提升可重复性与可比性。
四是强化交叉人才与平台共享,通过生物医学、化学、工程与信息科学协同,提升平台的可扩展能力与数据解读能力。
前景:随着生命科学进入“高通量+高分辨率”的时代,单细胞技术正从描述性研究走向机制解析与临床转化。
SPARK-seq这类一体化平台的价值在于把“发现”与“工具生成”捆绑在同一条技术链上,既提高效率,也降低在多步骤中引入偏差的风险。
可以预期,该平台未来在肿瘤分型、耐药机制追踪、免疫治疗响应预测、微小残留病灶监测等方向具备拓展潜力,并可能推动更多“靶点不明”的难治性疾病找到可验证、可干预的新入口。
当然,平台化成果走向广泛应用仍需经受大规模验证与转化工程的考验,其长期影响将取决于临床协作深度、产业化能力以及标准体系建设速度。
从跟跑到领跑,SPARK-seq平台的诞生标志着我国在单细胞检测领域实现从"工具创新"到"范式革新"的跨越。
这项突破不仅为破解癌症治疗难题提供中国方案,更启示我们:在生命科学这场长跑中,唯有在原始创新领域持续深耕,才能赢得破解人类健康难题的主动权。