引言
自1975年小鼠杂交瘤技术问世以来,全球已批准上市的单克隆抗体超过百种,单抗逐渐成为肿瘤治疗的重要工具。然而,随着研究的深入,科学家们发现传统的150kDa左右的IgG单抗因其体积较大而限制了其在致密肿瘤组织中的渗透性,难以满足日益精细的科学实验和药物研发需求。其空间位阻大、免疫原性高、难以穿透血脑屏障等弊端逐渐显露,促使科学家们开始寻求更小的替代抗体。
纳米抗体的结构与特性
纳米抗体,又称单域抗体或VHH抗体,主要来源于羊驼、单峰驼等驼科动物及部分软骨鱼类。其独特的晶体结构呈现为约4nm×25nm×3nm的椭圆形,分子量仅为传统抗体的1/10,约12-14kDa,使其成为最小的完整抗原结合片段。尽管纳米抗体的分子量相对较小,但依然保留了完整的重链抗体抗原结合能力,展现出卓越的应用潜力。纳米抗体与传统抗体的VH结构域相似,具备4个保守框架区(FR)和3个互补决定区(CDR)。与传统抗体相比,纳米抗体的FR2区含有4个亲水性氨基酸,从而提升了其水溶性,而其较长的CDR3区则使得纳米抗体能够形成凸起的抗原结合部位,增强了对隐藏抗原表位的识别能力,提升了抗原的特异性和多样性。由于这些优良特性,纳米抗体展示出在疾病机制研究、药物开发及体外诊断等领域的巨大潜力。
纳米抗体的筛选与制备
纳米抗体的制备主要通过建立噬菌体库,并筛选出性能优异的抗体。首先,特异性抗原与佐剂混合后,注射到骆驼类动物体内以构建免疫文库,随即收集外周血,提取淋巴细胞,进行mRNA的RT-PCR转录。随后,将得到的VHH基因片段克隆至噬菌体表面,转移至宿主细胞中获取包含特定基因的文库。通过重复“吸附-洗脱-扩增”的循环,逐步富集与靶蛋白特异性结合的噬菌体,最终通过ELISA分析及测序完成初步筛选。
纳米抗体的应用
纳米抗体因其小巧的体积和稳定性,尤其适用于实体瘤的治疗。其易于工程化改造的特性使得纳米抗体可与其他蛋白或效应结构域融合,构建双特异性、双特效药物等创新组合。例如,纳米抗体偶联药物(NDC)作为新一代抗体-药物偶联物,与传统的ADC相比,因分子量较小,能够更好地穿透肿瘤组织,降低脱靶效应。双特异性或多特异性纳米抗体在治疗靶向免疫抑制微环境的肿瘤时,表现出独特的优势。通过连接肽与其他抗体的基因融合,纳米抗体能够轻松构建具有高亲和力和结合稳定性的抗体,为实体瘤治疗开辟新的方向。