引言

自1975年小鼠雜交瘤技術(shù)問世，獲批上市的單克隆抗體已超過百種。單抗已成為腫瘤治療的強(qiáng)力工具，隨著時(shí)間的推移，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單抗似乎太大了。150kDa左右的IgG限制其進(jìn)入致密腫瘤組織中的隱蔽表位，難以滿足愈發(fā)精細(xì)、精準(zhǔn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和藥物研發(fā)?？臻g位阻大、免疫原性高、無法穿透血腦屏障……弊端開始顯現(xiàn)。

科學(xué)家開始尋找更小的抗體。納米抗體優(yōu)異的理化特性、多方位的性能，使其成為傳統(tǒng)抗體有前途的替代品之一。

義翹神州自主研發(fā)的噬菌體開發(fā)納米抗體平臺(tái)，可提供一站式定制服務(wù)，支持納米抗體藥物的早期發(fā)現(xiàn)及人源化服務(wù)。

接下來，我們將會(huì)對(duì)納米抗體的優(yōu)勢(shì)、噬菌體制備流程進(jìn)行探討，概述其藥物開發(fā)策略和進(jìn)展，重點(diǎn)分享納米抗體在實(shí)體瘤治療方面的巨大潛力。

納米抗體的結(jié)構(gòu)與特性

納米抗體，也被稱為單域抗體、VHH抗體，發(fā)現(xiàn)于羊駝、單峰駝等駝科以及鯊魚、鰩魚等軟骨魚中的一種天然缺失輕鏈的重鏈抗體。納米抗體的晶體結(jié)構(gòu)為4 nm×2.5 nm×3 nm的橢圓形，分子量?jī)H為傳統(tǒng)抗體的1/10，約12-14 kDa，是最小的完整抗原結(jié)合片段。

納米抗體結(jié)構(gòu)示意圖（義翹神州制圖）

納米抗體和傳統(tǒng)抗體的VH結(jié)構(gòu)域相同，有4個(gè)保守框架區(qū)（FR）和3個(gè)互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）。但是VHH抗體中FR2區(qū)有4個(gè)氨基酸為親水性，替換了傳統(tǒng)抗體中的疏水性氨基酸，水溶性更高。并且納米抗體的CDR3比傳統(tǒng)抗體的長(zhǎng)一些，可形成凸型抗原結(jié)合部位，因此擴(kuò)大了納米抗體與抗原結(jié)合表面，使其更容易深入抗原空隙，對(duì)隱藏的抗原表位識(shí)別能力增強(qiáng)，抗原特異性和多樣性得到提高。

納米抗體與傳統(tǒng)抗體的區(qū)別

納米抗體雖然分子量?jī)H為傳統(tǒng)抗體的10%，但是保留了重鏈抗體完整的抗原結(jié)合能力，在疾病機(jī)制、藥物開發(fā)、體外診斷等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，可謂“小巧身姿蘊(yùn)含巨大能量”。

分子量小、穩(wěn)定性高是納米抗體的立足之本。納米抗體可以穿越細(xì)胞質(zhì)膜，作為胞內(nèi)抗體靶向胞內(nèi)或核內(nèi)蛋白，還能穿透血腦屏障，為大腦疾病的研究和治療提供新策略。免疫原性與分子量及蛋白結(jié)構(gòu)相關(guān)，納米抗體引起機(jī)體體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答的幾率降低。同時(shí)，納米抗體沒有Fc段，避免引起補(bǔ)體反應(yīng)。納米抗體“個(gè)頭小有凸起”，能夠結(jié)合抗原不易暴露、凹陷的表位，特異性和親和力高。納米抗體的改造和融合要比傳統(tǒng)抗體容易，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于表達(dá)制備。

納米抗體優(yōu)勢(shì)（義翹神州制圖）

納米抗體篩選與制備

通過構(gòu)建噬菌體庫(kù)并篩選高性能抗體是制備納米抗體的主要思路。

將特異性抗原與佐劑混合注射到駱駝科動(dòng)物（常用羊駝）體內(nèi)，構(gòu)建免疫文庫(kù)。然后收集外周血獲得淋巴細(xì)胞，提取mRNA進(jìn)行RT-PCR，接著克隆到噬菌體的表面蛋白基因，繼續(xù)轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞，至此獲得包含所需VHH基因片段的文庫(kù)。經(jīng)過多次循環(huán)的“吸附-洗脫-擴(kuò)增”淘洗過程，逐步富集與靶蛋白特異性結(jié)合的噬菌體，然后通過ELISA分析單個(gè)克隆的抗原結(jié)合效果，并對(duì)相應(yīng)基因進(jìn)行測(cè)序，完成納米抗體的初篩。

納米抗體制備流程圖（義翹神州制圖）

納米抗體的應(yīng)用

納米抗體強(qiáng)大的組織穿透能力，使其優(yōu)于傳統(tǒng)抗體，特別適合用于實(shí)體瘤的治療。納米抗體具有體積小、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)，易于進(jìn)行工程化改造，適合與其他蛋白或效應(yīng)結(jié)構(gòu)域融合，例如雙特異性納米抗體、多特異性納米抗體、納米抗體-ADC、納米抗體-CAR-T等。

納米抗體（或單域抗體）的多樣形式：萬物皆可Nb（源自文獻(xiàn)：doi: 10.1016/j.apsb.2024.03.016）

納米抗體偶聯(lián)藥物

已批準(zhǔn)15種傳統(tǒng)抗體ADC用于癌癥治療，但由于傳統(tǒng)ADC分子量較大，阻礙其在實(shí)體瘤治療中的應(yīng)用，于是開發(fā)了納米抗體-偶聯(lián)藥物（NDC）。與ADC一樣，NDC通過接頭將細(xì)胞毒性有效載荷和納米抗體偶聯(lián)。但由于納米抗體分子小，NDC結(jié)合抗原的親和力更高，并能識(shí)別抗原上獨(dú)-特的隱藏表位，進(jìn)而減少脫靶效應(yīng)。除了毒素，納米抗體還可以與化療藥物、光敏劑、治療性核素等偶聯(lián)，拓寬了納米抗體在實(shí)體瘤治療中的應(yīng)用。

雙特異性或多特異性納米抗體

腫瘤部位的免疫抑制微環(huán)境由多個(gè)不同的因素相互作用組成，因此靶向相同或不同細(xì)胞上的不同表位通常是必要的。這是開發(fā)雙特異性或多特異性抗體的初衷，納米抗體在這方面恰恰有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。納米抗體能夠通過連接肽與其他抗體進(jìn)行基因融合，輕松構(gòu)建雙、多特異性抗體，且穩(wěn)定性高、溶解性高，容易制備，為實(shí)體瘤治療開辟新的途徑。為了解決串聯(lián)形式的納米抗體半衰期短的難題，研發(fā)人員將其與FcRn或HSA的抗體結(jié)合，有效延長(zhǎng)納米抗體半衰期。

特別關(guān)注！

全-球首-個(gè)納米雙抗ADC中美雙報(bào)雙批！

科弈藥業(yè)宣布其從頭自主研發(fā)的全-球首-個(gè)納米雙抗ADC：KY-0301已獲得中國(guó)和美國(guó)藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)的新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)?（IND）批件。

KY-0301通過納米抗體同時(shí)靶向c-Met和EGFR，偶聯(lián)自主研發(fā)的“KYtoxin”毒素，包含新型拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑和微管蛋白抑制劑。

KY-0301在臨床前研究中，相比傳統(tǒng)雙抗ADC，表現(xiàn)出更有效的腫瘤組織穿透性、更高的抗腫瘤活性和更優(yōu)的安全性。在動(dòng)物腫瘤模型中，KY-0301快速抑制多種實(shí)體瘤的生長(zhǎng)，且?guī)缀醵紝?shí)現(xiàn)完-全消退。與對(duì)照ADC相比，KY-0301遞送速度幾乎翻倍。積極的數(shù)據(jù)為其臨床試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

基于納米抗體的靶向遞送系統(tǒng)

將納米抗體偶聯(lián)到納米顆粒表面會(huì)碰撞出怎樣的“花火”呢？實(shí)驗(yàn)證實(shí)將會(huì)顯著提升靶向遞送效率，增強(qiáng)藥物穿透能力。如抗PD-L1的納米抗體與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體結(jié)合肽T12共修飾的脂質(zhì)體偶聯(lián)，能夠穿透血腦屏障。此類納米載體不僅具有更高的藥物包載效率，還在細(xì)胞毒性、穩(wěn)定性及藥代動(dòng)力學(xué)特性上表現(xiàn)更優(yōu)，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了創(chuàng)新工具。

基于納米抗體的CAR細(xì)胞治療

納米抗體通過單個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合抗原，可變區(qū)的4個(gè)親水氨基酸避免了疏水區(qū)域暴露在溶劑中，使CAR細(xì)胞幾乎沒有聚集的風(fēng)險(xiǎn)。納米抗體沒有輕鏈，CDR3區(qū)更長(zhǎng)且形成凸起結(jié)構(gòu)，可以延伸到傳統(tǒng)抗體難以企及的隱藏表位，具有天然的抗原識(shí)別域優(yōu)勢(shì)。由于納米抗體的穩(wěn)定性和低免疫原性，已有大量實(shí)體瘤相關(guān)抗原被用作基于納米抗體的CAR細(xì)胞治療，包括VEGFR2、HER2、PSMA、TAG-72、GPC2、CD38、CD33、CD7、BCMA、MUC1、EGFR、CD20、CD105、PD-L1、EIIIB等。

義翹神州納米抗體相關(guān)服務(wù)

義翹神州憑借成熟的抗體服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)的噬菌體開發(fā)納米抗體平臺(tái)，提供一站式定制服務(wù)，支持納米抗體藥物的早期發(fā)現(xiàn)及人源化服務(wù)。將會(huì)與你一路同行，不斷在納米抗體領(lǐng)域“開疆拓土”。

免責(zé)聲明：義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊(duì)僅是分享和解讀公開的研究論文及其發(fā)現(xiàn)，專注于介紹生物醫(yī)藥研究新進(jìn)展。本文僅作信息交流用，文中觀點(diǎn)不代表義翹神州立場(chǎng)。隨著對(duì)疾病機(jī)制研究的深入，新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論可能會(huì)修改文中的描述，還請(qǐng)大家理解。

本文不屬于治療方案推薦，如需獲得治療方案指導(dǎo)，請(qǐng)前往正規(guī)醫(yī)院就診。本司產(chǎn)品目前僅可用于科學(xué)研究，不可用于臨床治療。

【參考文獻(xiàn)】

1. Mingkai Wanga, Tianlei Yinga,Yanling Wu. Single-domain antibodies as therapeutics for solid tumor treatment. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2024. doi.org/10.1016/j.apsb.2024.03.016 2. 各公司或公開發(fā)布信息