Aptamer คืออะไร: หลักการ SELEX การประเมินคุณภาพ และเทคโนโลยีปัจจุบัน

, , Leave a comment

เมื่อเราต้องการตรวจหาโปรตีน ยา หรือสารชีวโมเลกุลในตัวอย่าง แอนติบอดีเป็นเครื่องมือที่คุ้นเคย แต่ยังมีโมเลกุลอีกกลุ่มหนึ่งที่ใช้ลำดับ DNA หรือ RNA สร้างโครงสร้างสำหรับจับเป้าหมายได้ เรียกว่า แอปตาเมอร์ (aptamer) จุดเด่นคือเราสามารถคัดเลือก สังเคราะห์ และติดหมู่เคมีให้เหมาะกับงานตรวจวัดหรือการรักษาได้ อย่างไรก็ตาม การจับเป้าหมายได้ดีในหลอดทดลองยังไม่เพียงพอที่จะบอกว่าโมเลกุลนั้นพร้อมใช้ในผู้ป่วย [1–3]

Aptamer คืออะไร และจับเป้าหมายได้อย่างไร

บทความนี้ใช้คำว่า aptamer หมายถึง กรดนิวคลีอิกสายเดี่ยว DNA หรือ RNA ที่มีลำดับและโครงสร้างเหมาะกับการจับเป้าหมาย โดยอาจใช้เบสตามธรรมชาติหรือส่วนประกอบที่ดัดแปลงทางเคมี ลำดับนิวคลีโอไทด์กำหนดการพับตัว เช่น ส่วนก้านและห่วง (stem–loop) ที่เกิดจากการเข้าคู่เบสภายในสายเดียว หรือโครงสร้างซับซ้อนอื่น ๆ ซึ่งจัดวางหมู่เคมีให้เกิดปฏิสัมพันธ์กับผิวของเป้าหมาย การรู้จำจึงขึ้นกับรูปร่างและแรงระหว่างโมเลกุล ไม่ได้หมายถึงการใช้ DNA ไปจับโปรตีนด้วยการเข้าคู่เบสแบบ DNA–DNA [1–3]

การจับเกิดได้กับเป้าหมายหลายชนิด ตั้งแต่โมเลกุลขนาดเล็กไปจนถึงโปรตีนและองค์ประกอบบนผิวเซลล์ แต่ aptamer แต่ละลำดับไม่ได้จับได้ทุกอย่าง และการเปลี่ยนเกลือ ความเข้มข้นของไอออน อุณหภูมิ หรือสภาพตัวอย่างอาจเปลี่ยนทั้งการพับตัวและการจับเป้าหมายได้ จึงต้องระบุเงื่อนไขที่ใช้ทดสอบเสมอ [3]

คำว่า peptide aptamer ใช้กับเครื่องมือจับเป้าหมายอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งอาศัยเปปไทด์ เช่น เปปไทด์ที่แสดงอยู่บนโปรตีนโครงร่าง วิธีสร้างและคัดเลือกแตกต่างจาก DNA/RNA aptamer จึงควรแยกสองกลุ่มนี้เมื่ออธิบาย SELEX หรือเปรียบเทียบสมบัติของกรดนิวคลีอิก [4]

แผนผังสามส่วน a การพับของ DNA หรือ RNA สายเดี่ยว b การจับและแยกตัวจากโปรตีนเป้าหมาย c aptamer และแอนติบอดีเป็นเครื่องมือจับเป้าหมายคนละชนิด
ภาพที่ 1 หลักการรู้จำเป้าหมายของ aptamer: (a) ตัวอย่างกรดนิวคลีอิกสายเดี่ยวพับเป็นโครงสร้างก้านและห่วง (b) aptamer และเป้าหมายจับเป็นคอมเพล็กซ์และแยกตัวได้ (c) aptamer กับแอนติบอดีเป็นเครื่องมือรู้จำที่ใช้โครงสร้างโมเลกุลต่างกัน (อ้างอิง [1–3])

ตัวอย่างพื้นฐานคือ DNA aptamer ที่จับ thrombin โปรตีนสำคัญในกระบวนการแข็งตัวของเลือด งานคัดเลือกในปี 1992 แสดงให้เห็นว่า DNA สายเดี่ยวสามารถจับและยับยั้งโปรตีนชนิดนี้ได้ เป็นตัวอย่างของการใช้กรดนิวคลีอิกเป็นตัวจับโปรตีน ไม่ใช่เพียงตัวเก็บข้อมูลพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม aptamer ที่จับ thrombin ได้ไม่ได้เป็นยาต้านการแข็งตัวของเลือดที่ได้รับอนุมัติโดยอัตโนมัติ [5]

SELEX: คัดเลือกจากคลังลำดับจนได้ตัวจับที่ต้องการ

SELEX ย่อมาจาก Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment หลักการคือเพิ่มสัดส่วนของลำดับที่มีคุณสมบัติตามโจทย์ ด้วยการสลับรอบคัดเลือกและเพิ่มจำนวน จุดเริ่มต้นสำคัญของการคัดเลือก RNA ในหลอดทดลองมาจากงานสองกลุ่มในปี 1990 [1,2]

  1. กำหนดเป้าหมายและสภาพใช้งาน เลือกว่าจะจับโปรตีนบริสุทธิ์ โมเลกุลเล็ก หรือเซลล์ และกำหนดบัฟเฟอร์กับเงื่อนไขที่ใกล้เคียงการใช้งาน
  2. เตรียมคลังกรดนิวคลีอิก สร้างลำดับหลากหลาย โดยมีบริเวณสุ่มและส่วนที่ช่วยเพิ่มจำนวน คลังทดลองครอบคลุมเพียงส่วนหนึ่งของลำดับที่เป็นไปได้ทั้งหมด
  3. ให้จับเป้าหมายและแยกส่วนที่จับ แยกลำดับที่จับออกจากลำดับที่ไม่จับด้วยวิธีที่เหมาะกับเป้าหมาย เช่น เป้าหมายบนเม็ดแม่เหล็กหรือการแยกโดยอาศัยสมบัติของคอมเพล็กซ์
  4. เพิ่มจำนวนและคัดเลือกซ้ำ สำหรับ DNA SELEX ใช้ PCR และเตรียม DNA สายเดี่ยวกลับไปใช้ในรอบถัดไป ส่วน RNA SELEX ต้องมีขั้นตอน reverse transcription, PCR และ transcription เพื่อสร้าง RNA กลับมา
  5. อ่านลำดับและตรวจตัวเลือกแต่ละตัว สังเคราะห์ลำดับที่สนใจใหม่ แล้วตรวจการจับ ความจำเพาะ และหน้าที่ที่ต้องการ ลำดับที่พบมากขึ้นหลังคัดเลือกยังต้องทดสอบแยกเป็นรายตัว เพราะความถี่ของลำดับอาจได้รับอิทธิพลจากการเพิ่มจำนวนด้วย PCR ด้วย [2,6]

การคัดเลือกเชิงลบหรือ counter-selection ช่วยลดลำดับที่จับสิ่งไม่ต้องการ เช่น วัสดุรองรับ โปรตีนใกล้เคียง หรือเซลล์ควบคุม ส่วน cell-SELEX ใช้เซลล์เป็นเป้าหมาย จึงอาจได้ตัวจับต่อโมเลกุลในสภาพบนผิวเซลล์โดยยังไม่ทราบตัวตนของเป้าหมายตั้งแต่ต้น แต่ต้องตรวจต่อว่าโมเลกุลที่จับคืออะไรและจำเพาะต่อเซลล์ที่สนใจเพียงใด [6]

ระยะเวลาคัดเลือกขึ้นกับเป้าหมาย วิธีแยก ความหลากหลายของคลัง และเกณฑ์ผ่าน ตัวอย่าง protocol ของ cell-SELEX ระบุเวลาจากการออกแบบ oligonucleotide จนได้คลังที่คัดเลือกประมาณสามเดือน จึงไม่ควรใช้คำกล่าวว่า aptamer ทุกชนิดผลิตได้ในสองสัปดาห์ การสังเคราะห์ซ้ำเมื่อรู้ลำดับแล้วเป็นคนละขั้นตอนกับการค้นหาและยืนยันตัวจับใหม่ [6]

แผนผัง DNA SELEX แสดง PCR ได้ DNA สองสาย จากนั้นเตรียมสายเดี่ยวก่อนวนกลับไปจับเป้าหมาย หรืออ่านลำดับและทดสอบเมื่อจบการคัดเลือก
ภาพที่ 2 แผนผัง DNA SELEX: (a) เตรียมคลังลำดับหลากหลาย (b) ให้จับโปรตีนเป้าหมายบนเม็ดแม่เหล็ก (c) แยกลำดับที่ไม่จับและชะลำดับที่จับออก (d) เพิ่มจำนวนด้วย PCR ซึ่งได้ DNA สองสาย แล้วเตรียม DNA สายเดี่ยวก่อนนำกลับไปคัดเลือกที่ขั้น (b) (e) เมื่อจบการคัดเลือก อ่านลำดับจากคลังสุดท้ายและทดสอบความแน่นของการจับ ความจำเพาะ และการทำงานในตัวอย่างจริง (อ้างอิง [2,6])

เปรียบเทียบกับแอนติบอดี: เลือกตามงานและหลักฐาน

Aptamer และแอนติบอดีต่างเป็นตัวจับเป้าหมาย แต่ความเหมาะสมต้องประเมินเป็นรายโมเลกุลและรายวิธีทดสอบ ตารางนี้เป็นกรอบเลือกเครื่องมือ ไม่ใช่ข้อสรุปว่าเครื่องมือชนิดหนึ่งเหนือกว่าเสมอ [3,6,7]

ประเด็น DNA/RNA aptamer แอนติบอดี
โครงสร้าง กรดนิวคลีอิกที่พับตัว ขนาดและรูปร่างขึ้นกับลำดับกับการดัดแปลง โปรตีน โดย IgG เต็มโมเลกุลมีบริเวณรู้จำเป้าหมายและส่วนคงที่ (Fc); ชิ้นส่วนแอนติบอดีที่ไม่มี Fc มีสมบัติต่างออกไป
การค้นหาและผลิตซ้ำ คัดเลือกในระบบทดลอง เมื่อรู้ลำดับแล้วสังเคราะห์ทางเคมีได้ แต่ยังต้องควบคุมความบริสุทธิ์และการพับตัว มีหลายแนวทาง ทั้งการใช้ระบบภูมิคุ้มกันและการคัดเลือกจากคลังแอนติบอดี; ผลิตแบบ recombinant ได้โดยให้เซลล์สร้างโปรตีนจากยีนที่กำหนด
การติดฉลาก ออกแบบตำแหน่งติดสารเรืองแสง หมู่รายงานสัญญาณไฟฟ้า หรือหมู่สำหรับตรึงพื้นผิวได้ แต่ต้องตรวจว่าไม่รบกวนการจับ ติดฉลากหรือปรับโครงสร้างได้เช่นกัน และต้องตรวจผลต่อหน้าที่
การเก็บและความเสถียร บางลำดับคลายและพับกลับได้ แต่ยังอาจถูกย่อยโดยเอนไซม์ย่อยกรดนิวคลีอิก (nuclease) และสภาพที่ทำให้โครงสร้างเปลี่ยน โปรตีนอาจเสียสภาพหรือรวมตัว สมบัติขึ้นกับสูตรและเงื่อนไขเก็บ
การใช้รักษา ไม่มีส่วน Fc ตามธรรมชาติ; ต้องออกแบบความคงตัว การกระจายตัว และระยะเวลาคงอยู่ให้เหมาะสม บางชนิดใช้ส่วน Fc เพื่อช่วยหน้าที่ภูมิคุ้มกันหรือการคงอยู่ในร่างกาย แต่ไม่ได้จำเป็นสำหรับทุกงาน

ประโยชน์ของ aptamer ที่คัดเลือกได้โดยไม่ต้องกระตุ้นภูมิคุ้มกันในสัตว์ ไม่ได้แปลว่าการพัฒนายาทั้งกระบวนการไม่ต้องมีการทดสอบความปลอดภัย และไม่ได้หมายความว่าแอนติบอดีทุกตัวต้องได้จากสัตว์ทดลอง ส่วนคำว่า “ทนความร้อน” หรือ “ทนกรด–ด่าง” ต้องแยกความสามารถในการพับกลับออกจากความเสถียรทางเคมีและการคงหน้าที่หลังเก็บ ตัวจับที่นำกลับมาใช้ได้ต้องผ่านการทดสอบในเงื่อนไขนั้นจริง [3]

การดัดแปลงเคมีช่วยอะไร และมีข้อแลกเปลี่ยนอย่างไร

การเปลี่ยนหมู่เคมีบนเบสช่วยเพิ่มรูปแบบปฏิสัมพันธ์กับเป้าหมาย ตัวอย่างคือ SOMAmer หรือ Slow Off-rate Modified Aptamer ซึ่งใช้ DNA ที่ดัดแปลงเบสและคัดเลือกให้คอมเพล็กซ์แยกตัวช้า เหมาะกับระบบตรวจโปรตีนหลายชนิดพร้อมกัน การดัดแปลงเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่ต้องคัดเลือกและตรวจหน้าที่ ไม่ควรถือว่าเพิ่มหมู่เคมีให้ aptamer เดิมแล้วจะดีขึ้นเสมอ [7]

สำหรับการใช้ในร่างกาย มีแนวทางดัดแปลงน้ำตาล เช่น 2′-fluoro หรือ 2′-O-methyl และป้องกันปลายสายเพื่อเพิ่มความทนต่อ nuclease ส่วนการเชื่อมพอลิเมอร์ polyethylene glycol หรือ PEG ช่วยเพิ่มขนาดและลดการกรองออกทางไต จึงอาจเพิ่มระยะเวลาที่โมเลกุลคงอยู่ในกระแสเลือด แต่การเปลี่ยนแต่ละตำแหน่งอาจกระทบโครงสร้างและการจับ จึงต้องทดสอบโมเลกุลฉบับสุดท้าย ไม่ใช่อาศัยผลของลำดับตั้งต้นเพียงอย่างเดียว [3]

ความปลอดภัยก็ขึ้นกับทั้งกรดนิวคลีอิกและส่วนประกอบที่เชื่อมเข้าไป งานในผู้ป่วยที่ได้รับ pegnivacogin ซึ่งเป็น PEGylated aptamer พบความสัมพันธ์ระหว่างแอนติบอดีต่อ PEG ที่มีอยู่ก่อนกับอาการแพ้รุนแรงทันที บทเรียนนี้ทำให้เราไม่ควรสรุปว่า aptamer ทุกชนิด “ไม่กระตุ้นภูมิคุ้มกัน” และไม่ควรนำผลความปลอดภัยของยาตัวหนึ่งไปใช้แทนการประเมินยาตัวอื่น [8]

การใช้ในไบโอเซนเซอร์และการตรวจวัด

เซนเซอร์ที่ใช้ aptamer เป็นส่วนรู้จำเรียกว่า aptasensor การจับต้องเชื่อมกับกลไกแปลงสัญญาณจึงอ่านผลได้ ตัวอย่างสำคัญคือ electrochemical aptamer-based sensor ซึ่งตรึง aptamer บนขั้วไฟฟ้าและติดหมู่รายงานสัญญาณที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนได้ (redox reporter) เมื่อจับเป้าหมายแล้วโครงสร้างเปลี่ยน การเข้าถึงขั้วไฟฟ้าของ reporter และประสิทธิภาพการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเปลี่ยนไป จึงตรวจเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้ ทิศทางสัญญาณเพิ่มหรือลดขึ้นกับการออกแบบและเงื่อนไขอ่านผล [9]

งานของ Arroyo-Currás และคณะแสดงการติดตามยาหลายชนิดแบบต่อเนื่องในเลือดของหนูที่เคลื่อนไหวได้ เป็นหลักฐานว่าการรู้จำแบบนี้ทำงานในร่างกายสัตว์ได้ ไม่ใช่เพียงในบัฟเฟอร์ แต่ยังต้องแก้ปัญหาการเกาะของสารบนพื้นผิว (biofouling) สัญญาณเลื่อนจากค่าเดิมตามเวลา (drift) การสอบเทียบ และความทนทานของอุปกรณ์ ผลนี้ไม่เท่ากับการรับรองว่าเซนเซอร์ทุกแบบพร้อมใช้ติดตามยาในผู้ป่วย [9]

สำหรับระบบตรวจวินิจฉัย ค่าขีดจำกัดการตรวจพบที่ต่ำในตัวอย่างผสมสารมาตรฐานเป็นเพียงผลเชิงวิเคราะห์ ต้องทดสอบต่อกับตัวอย่างผู้ป่วยและวิธีอ้างอิงที่เหมาะสม เพราะสารอื่นในตัวอย่าง การเตรียมตัวอย่าง และความแตกต่างระหว่างคนอาจเปลี่ยนผลอ่านได้

Proteomics: ใช้ aptamer ตรวจโปรตีนจำนวนมาก

อีกการประยุกต์ที่สำคัญคือ aptamer-based proteomics ระบบที่ใช้ตัวจับหลายลำดับ เช่น SomaScan อาศัย aptamer ดัดแปลงเพื่อจับโปรตีน แล้วอ่านสัญญาณจากลำดับกรดนิวคลีอิกของตัวจับที่แยกได้ เพื่อใช้เป็นตัวแทนปริมาณโปรตีน ทำให้วิเคราะห์โปรตีนหลายชนิดจากตัวอย่างขนาดเล็กได้ ประโยชน์หลักคือค้นหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (biomarker) และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน พันธุกรรม กับโรค [7,10]

อย่างไรก็ตาม สัญญาณของวิธีตรวจที่อาศัยตัวจับเป้าหมาย (affinity assay) ไม่ได้เป็นค่าความเข้มข้นสัมบูรณ์ที่เปรียบเทียบข้ามแพลตฟอร์มได้โดยอัตโนมัติ ความแตกต่างของตำแหน่งที่ตัวจับรู้จำ รูปแบบโมเลกุลของโปรตีน (proteoform) เช่น รูปแบบที่ต่างกันจากการดัดแปลงหลังการสร้างโปรตีน และพันธุกรรมที่เปลี่ยนการจับอาจมีผลต่อสัญญาณ งานเปรียบเทียบแพลตฟอร์ม aptamer กับแอนติบอดีจึงช่วยตรวจว่ากำลังวัดสิ่งเดียวกันหรือไม่ การนำ biomarker ไปใช้จึงควรยืนยันด้วยวิธีตรวจอีกหลักการหนึ่งเมื่อเหมาะสม [10,11]

เมื่อพบชุดโปรตีนที่สัมพันธ์กับโรค ขั้นต่อไปคือยืนยันในกลุ่มตัวอย่างอิสระและตรวจสมรรถนะของแบบจำลองตามวัตถุประสงค์ การค้นพบ biomarker ในงานวิจัยยังไม่ได้หมายความว่าชุดทดสอบนั้นได้รับอนุมัติสำหรับวินิจฉัยผู้ป่วย

Aptamer ในการรักษา: เป็นได้ทั้งตัวยาและตัวนำส่ง

Aptamer ที่เป็นตัวยา จับโมเลกุลเป้าหมายเพื่อรบกวนหน้าที่ของมันโดยตรง ส่วน aptamer ที่ช่วยนำส่ง จับเป้าหมายบนเซลล์เพื่อพาสารที่เชื่อมอยู่ไปยังบริเวณที่ต้องการ เช่น RNA สายสั้นที่ใช้ลดการแสดงออกของยีน (small interfering RNA; siRNA) หรือองค์ประกอบของระบบนำส่งยา สองหน้าที่นี้ต้องใช้หลักฐานต่างกัน: การจับผิวเซลล์ได้ยังไม่พิสูจน์ว่าขนส่งสารเข้าสู่เซลล์หรือปล่อยสารถึงตำแหน่งออกฤทธิ์ได้ [12]

ตัวอย่างโมเลกุลที่เชื่อม aptamer กับ siRNA (aptamer–siRNA chimera) เพื่อจับโปรตีน PSMA บนผิวเซลล์ แสดงการนำส่ง siRNA แบบจำเพาะต่อชนิดเซลล์ในระบบทดลองและแบบจำลองสัตว์ เป็นหลักฐานสำคัญของแนวคิด แต่การพัฒนาไปใช้รักษามะเร็งในคนยังต้องตรวจการกระจายตัว การเข้าสู่เซลล์ การออกจากถุงลำเลียงภายในเซลล์ (endosome) ผลต่อเซลล์ปกติ และความปลอดภัยของโมเลกุลทั้งชุด [12]

ตัวอย่างที่แสดงว่า aptamer ไปถึงการอนุมัติเป็นยาได้แล้ว คือ pegaptanib (Macugen) ซึ่งจับ VEGF และได้รับอนุมัติจาก FDA สหรัฐอเมริกาในปี 2004 สำหรับโรคจุดรับภาพเสื่อมตามอายุ (age-related macular degeneration; AMD) ชนิดมีหลอดเลือดผิดปกติ หรือ wet AMD นี่เป็นเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยี ไม่ใช่ข้อยืนยันเรื่องการวางจำหน่ายหรือสถานะทะเบียนในทุกประเทศในปัจจุบัน [3,13]

ตัวอย่างปัจจุบัน: avacincaptad pegol หรือ IZERVAY

Avacincaptad pegol เป็น RNA aptamer ที่เชื่อม PEG และจับยับยั้งโปรตีน complement C5 การยับยั้งนี้ช่วยลดกระบวนการปลายน้ำที่เกี่ยวข้องกับการสร้าง membrane attack complex ยาได้รับอนุมัติในสหรัฐอเมริกาในปี 2023 สำหรับ geographic atrophy (GA) หรือการฝ่อเป็นบริเวณของเนื้อเยื่อจอประสาทตาจาก AMD ซึ่งเป็นคนละข้อบ่งใช้กับ wet AMD ของ pegaptanib ฉลาก FDA ฉบับปรับปรุงเดือนกุมภาพันธ์ 2026 ระบุการฉีดเข้าวุ้นตาเดือนละครั้ง และไม่ได้กำหนดระยะเวลาสูงสุด 12 เดือนแบบฉลากแรก [14]

ผล GATHER2 ที่รายงานในปี 2023 เป็นการทดลองสุ่มระยะที่ 3 ที่สุ่มผู้เข้าร่วม 448 คน เปรียบเทียบการฉีดยากับหัตถการจำลองเพื่อเป็นกลุ่มควบคุม (sham) โดยผล 12 เดือนแรกวิเคราะห์จาก 447 คน เนื่องจากผู้เข้าร่วมกลุ่ม sham หนึ่งคนไม่ได้รับหัตถการ พบอัตราการเพิ่มของ ค่ารากที่สองของพื้นที่รอยโรค GA เท่ากับ 0.336 กับ 0.392 มม./ปีตามลำดับ ต่างกัน 0.056 มม./ปี (95% CI 0.016–0.096) หรือช้ากว่ากลุ่มควบคุมประมาณ 14% ตามวิธีวิเคราะห์นี้ ตัวเลขดังกล่าวหมายถึงการชะลอการขยายรอยโรค ไม่ใช่การทำให้การมองเห็นดีขึ้น 14% และไม่ควรเทียบตรง ๆ กับเปอร์เซ็นต์จากการวิเคราะห์พื้นที่ที่ไม่ได้แปลงค่า [15]

ประโยชน์ต้องพิจารณาควบคู่ความเสี่ยง ฉลากปัจจุบันเตือนเรื่องการติดเชื้อในลูกตา จอประสาทตาลอก ความดันลูกตาเพิ่ม และการเกิด neovascular AMD การอนุมัติของ FDA เป็นสถานะในสหรัฐอเมริกา และไม่ใช่ข้อยืนยันการอนุมัติหรือความพร้อมใช้งานในประเทศไทย [14]

ประเมิน aptamer อย่างไรให้ผลมีความหมาย

การเลือก aptamer ไปใช้งานควรเริ่มจากคำถามว่า “ต้องการให้มันทำอะไร ในตัวอย่างชนิดใด” แล้วตรวจทั้งตัวจับและระบบที่ประกอบเสร็จ ตารางต่อไปนี้เป็นกรอบประเมินเชิงวิศวกรรมจากประเด็นที่พบในงานคัดเลือก เซนเซอร์ และ proteomics ไม่ใช่เกณฑ์รับรองผลิตภัณฑ์เฉพาะชนิด [6,9–11]

ด้านที่ประเมิน ข้อมูลที่ควรมี สิ่งที่ยังสรุปไม่ได้จากผลเพียงอย่างเดียว
ความแน่นของการจับ (affinity) ค่า Kd หรือ apparent Kd พร้อมเงื่อนไขและแบบจำลองการจับ; วิธีอิสระช่วยยืนยันผลเมื่อเหมาะสม Kd ต่ำไม่ได้เท่ากับความจำเพาะสูง หรือเซนเซอร์มี LOD ต่ำ
ความจำเพาะ (specificity) ผลกับโปรตีนหรือสารใกล้เคียง สิ่งรบกวน และตัวควบคุมการจับพื้นผิว สัญญาณสูงกว่า blank ไม่ได้ยืนยันว่าจับเฉพาะเป้าหมาย
ความเสถียร การคงลำดับและหน้าที่ในสภาพเก็บ ตัวอย่างจริง และหลังการติดฉลากหรือตรึง ผลในบัฟเฟอร์ไม่ยืนยันอายุใช้งานในเลือดหรือบนอุปกรณ์
คุณภาพระบบตรวจ ช่วงวัด LOD/LOQ ความเที่ยง ความถูกต้อง การคืนกลับของสาร ระยะเวลารวม และการสอบเทียบตามงาน ค่า LOD ตัวเดียวไม่ได้แทนคุณภาพการตรวจทั้งหมด
ความเหมาะสมทางคลินิก ประชากรและวิธีอ้างอิงที่เหมาะสม ความไว/ความจำเพาะทางวินิจฉัยพร้อมความไม่แน่นอน หรือผลลัพธ์การรักษาและความปลอดภัย การจับเป้าหมายหรือผลในสัตว์ยังไม่ยืนยันประโยชน์ในผู้ป่วย

Kd คือค่าคงที่การแยกตัวที่สมดุล มีหน่วยเป็นความเข้มข้น สำหรับการจับแบบหนึ่งต่อหนึ่งอย่างง่าย ค่าที่ต่ำกว่าหมายถึงจับเป้าหมายได้แน่นกว่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ค่านี้ต่างจากอัตราการแยกตัว ซึ่งบอกว่าคอมเพล็กซ์แยกจากกันเร็วเพียงใด แต่ค่าจากการตรึงพื้นผิว การจับทั้งเซลล์ หรือโมเลกุลหลายตำแหน่งอาจเป็นค่า apparent Kd และไม่ควรเปรียบเทียบกับค่าจากสารละลายโดยละเลยวิธีวัด ส่วน LOD (limit of detection) คือขีดจำกัดการตรวจพบ ส่วน LOQ (limit of quantification) คือขีดจำกัดที่วัดปริมาณได้ตามเกณฑ์คุณภาพที่กำหนด ทั้งสองเป็นสมบัติของระบบตรวจทั้งระบบและขึ้นกับสัญญาณพื้นหลังกับวิธีประเมินด้วย ความจำเพาะในการจับโมเลกุลก็เป็นคนละค่ากับความจำเพาะทางวินิจฉัย ซึ่งประเมินความสามารถในการระบุคนที่ไม่มีภาวะที่ตรวจ [3,7]

ทิศทางล่าสุด: เคมีของคลังลำดับและ AI ช่วยคัดเลือก

งานที่ตีพิมพ์ใน Nature Communications เดือนพฤษภาคม 2026 ใช้คลัง DNA ที่ดัดแปลงเบสสองชนิดร่วมกับการแยกสองขั้นตอนภายใน การคัดเลือกรอบเดียว และการอ่านลำดับกรดนิวคลีอิกจำนวนมากพร้อมกัน (next-generation sequencing; NGS) เพื่อค้นหาตัวจับ human insulin receptor จากนั้นตรวจการจับ ความจำเพาะ และโครงสร้างคอมเพล็กซ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโอ (cryo-EM) งานนี้แสดงว่าเคมีของคลังและวิธีแยกช่วยลดการคัดเลือกหลายรอบได้ในระบบที่ศึกษา แต่ไม่ใช่หลักฐานว่า aptamer ทุกเป้าหมายคัดเลือกสำเร็จในรอบเดียว ผลทดสอบในเซลล์แสดงว่า aptamer ตัวนี้ยับยั้งการกระตุ้นตัวรับโดยอินซูลิน จึงยังสรุปไม่ได้ว่าการจับ insulin receptor จะช่วยลดน้ำตาลในเลือดหรือใช้แทนอินซูลินได้ [16]

อีกแนวทางคือ GRAPE-LM ซึ่งรายงานใน Nature Biotechnology เดือนกุมภาพันธ์ 2026 ใช้แบบจำลอง AI ที่เรียนรู้รูปแบบลำดับกรดนิวคลีอิกร่วมกับข้อมูลการคัดกรอง aptamer ในเซลล์ที่อาศัย CRISPR–Cas เพื่อเสนอ RNA aptamer รุ่นใหม่ โดยทดสอบกับ CD3ε ซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณของทีเซลล์ ส่วนของโปรตีนหนาม SARS-CoV-2 ที่จับตัวรับ (receptor-binding domain) และโปรตีนควบคุมการแสดงออกของยีน c-Myc คำว่า “รอบเดียว” ในงานนี้หมายถึงการใช้ข้อมูลคัดกรองหนึ่งรอบเป็นข้อมูลนำทางให้แบบจำลอง ประเด็นสำคัญคือ AI เรียนจากข้อมูลทดลองและยังต้องนำลำดับที่เสนอไปทดสอบ ไม่ใช่การคำนวณที่ใช้แทนการพิสูจน์การจับ ความปลอดภัย หรือประสิทธิผลทางคลินิกได้ [17]

ดังนั้น บทบาทของ aptamer ในปัจจุบันมีทั้งเครื่องมือวิจัย ระบบตรวจโปรตีน เซนเซอร์ และยาบางข้อบ่งใช้ การตัดสินว่าจะใช้ร่วมกับหรือแทนแอนติบอดีควรพิจารณาเป้าหมาย วิธีอ่านผล สภาพตัวอย่าง การผลิตซ้ำ และหลักฐานของผลิตภัณฑ์นั้น ความสามารถในการออกแบบกรดนิวคลีอิกเป็นข้อได้เปรียบที่มีประโยชน์ แต่คุณค่าของมันจะชัดเจนเมื่อแสดงให้เห็นว่าทำงานได้ตามโจทย์ในสภาพใช้งานจริง

เรียบเรียงและตรวจสอบแหล่งข้อมูลวันที่ 14 ตุลาคม 2026

เอกสารอ้างอิง

  1. Ellington AD, Szostak JW. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands. Nature. 1990;346:818–822. doi:10.1038/346818a0
  2. Tuerk C, Gold L. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science. 1990;249(4968):505–510. doi:10.1126/science.2200121
  3. Keefe AD, Pai S, Ellington A. Aptamers as therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2010;9:537–550. doi:10.1038/nrd3141 Erratum in: Nat Rev Drug Discov. 2010;9:660. doi:10.1038/nrd3249
  4. Colas P, Cohen B, Jessen T, Grishina I, McCoy J, Brent R. Genetic selection of peptide aptamers that recognize and inhibit cyclin-dependent kinase 2. Nature. 1996;380:548–550. doi:10.1038/380548a0
  5. Bock LC, Griffin LC, Latham JA, Vermaas EH, Toole JJ. Selection of single-stranded DNA molecules that bind and inhibit human thrombin. Nature. 1992;355:564–566. doi:10.1038/355564a0
  6. Sefah K, Shangguan D, Xiong X, O’Donoghue MB, Tan W. Development of DNA aptamers using Cell-SELEX. Nat Protoc. 2010;5:1169–1185. doi:10.1038/nprot.2010.66
  7. Gold L, Ayers D, Bertino J, Bock C, Bock A, Brody EN, et al. Aptamer-based multiplexed proteomic technology for biomarker discovery. PLoS One. 2010;5(12):e15004. doi:10.1371/journal.pone.0015004
  8. Povsic TJ, Lawrence MG, Lincoff AM, Mehran R, Rusconi CP, Zelenkofske SL, et al. Pre-existing anti-PEG antibodies are associated with severe immediate allergic reactions to pegnivacogin, a PEGylated aptamer. J Allergy Clin Immunol. 2016;138(6):1712–1715. doi:10.1016/j.jaci.2016.04.058
  9. Arroyo-Currás N, Somerson J, Vieira PA, Ploense KL, Kippin TE, Plaxco KW. Real-time measurement of small molecules directly in awake, ambulatory animals. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(4):645–650. doi:10.1073/pnas.1613458114
  10. Eldjarn GH, Ferkingstad E, Lund SH, Helgason H, Magnusson OT, Gunnarsdottir K, et al. Large-scale plasma proteomics comparisons through genetics and disease associations. Nature. 2023;622:348–358. doi:10.1038/s41586-023-06563-x
  11. Eldjarn GH, Ferkingstad E, Lund SH, Helgason H, Magnusson OT, Gunnarsdottir K, et al. Author Correction: Large-scale plasma proteomics comparisons through genetics and disease associations. Nature. 2024;630:E3. doi:10.1038/s41586-024-07549-z
  12. McNamara JO II, Andrechek ER, Wang Y, Viles KD, Rempel RE, Gilboa E, et al. Cell type-specific delivery of siRNAs with aptamer-siRNA chimeras. Nat Biotechnol. 2006;24:1005–1015. doi:10.1038/nbt1223
  13. US Food and Drug Administration. Macugen (pegaptanib sodium injection), NDA 21-756: approval letter [Internet]. 2004 Dec 17 [cited 2026 Oct 14]. Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2004/21-756_Macugen_approv.pdf
  14. US Food and Drug Administration. IZERVAY (avacincaptad pegol intravitreal solution): prescribing information [Internet]. Revised 2026 Feb [cited 2026 Oct 14]. Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2026/217225s004lbl.pdf
  15. Khanani AM, Patel SS, Staurenghi G, Tadayoni R, Danzig CJ, Eichenbaum DA, et al. Efficacy and safety of avacincaptad pegol in patients with geographic atrophy (GATHER2): 12-month results from a randomised, double-masked, phase 3 trial. Lancet. 2023;402(10411):1449–1458. doi:10.1016/S0140-6736(23)01583-0
  16. Franco-Urquijo PA, Ondruš M, Kurfürst J, Škerlová J, Selicharová I, Mužíková Čechová L, et al. Expedient single-round selection of hyper-modified aptamer targeting insulin receptor from over-represented dually nucleobase-modified DNA libraries. Nat Commun. 2026;17:6895. doi:10.1038/s41467-026-73676-y
  17. Zhang J, Zhang J, Tang S, Liu C, Cai Y, Zeng H, et al. Single-round evolution of RNA aptamers with GRAPE-LM. Nat Biotechnol. 2026 Feb 6. doi:10.1038/s41587-026-03007-5

Leave a Reply

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.