來源：news medical|作者：Sara Ryding|校審：Michael Greenwood|2019-10-2 |翻譯：聚生物

納米體是位于重鏈上的單可變域抗體，也稱為VHH抗體。納米體通常被認(rèn)為是傳統(tǒng)抗體的替代品，在生產(chǎn)和使用上都有顯著的差異，影響其適用性。

什么是納米抗體（Nanobodies）？

納米體和傳統(tǒng)抗體的主要區(qū)別在于它們的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域。傳統(tǒng)的抗體有兩個(gè)可變域，稱為VH和VL，它們相互提供穩(wěn)定性和結(jié)合特異性。納米體具有VHH結(jié)構(gòu)域，但缺乏VL結(jié)構(gòu)域，但仍然高度穩(wěn)定。缺少VL結(jié)構(gòu)域也意味著納米體有親水的一面。

納米體首先在駱駝身上發(fā)現(xiàn)的，是一種重鏈抗體，它比包括人類在內(nèi)的大多數(shù)生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的抗體要小得多，也更容易編程（左圖）。右圖，單體駱駝(紅色)與全尺寸人體抗體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。VHH是一種針對(duì)綠色熒光蛋白的納米體，用于水稻的原理驗(yàn)證試驗(yàn)。圖片來源:Segatori Research Group/Rice University

納米體具有許多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍非常廣泛。它們是由駱駝和鯊魚體內(nèi)自然產(chǎn)生的重鏈抗體構(gòu)成的，自25年前發(fā)現(xiàn)以來，它們已在腫瘤學(xué)、感染和免疫等廣泛的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用。然而，最近的進(jìn)展已經(jīng)看到納米體被用于檢測(cè)環(huán)境中的工業(yè)化學(xué)物質(zhì)，如染料或除草劑。

果蠅幼蟲翅膀前體中的納米體（粉紅色）。圖片來源：巴塞爾大學(xué)生物中心（Biozentrum）

納米抗體的有什么優(yōu)點(diǎn)？

納米抗體常被與多克隆抗體、單克隆抗體和抗體片段相比較，也比較產(chǎn)生這些抗體的方法。納米抗體比多克隆抗體更容易廉價(jià)批量生產(chǎn)。此外，它們?cè)诟鼘挼臏囟确秶率欠€(wěn)定的，在高達(dá)80°C的溫度下仍能發(fā)揮作用。額外的好處是，高溫下納米體的展開被證明是完全可逆的，不像傳統(tǒng)的抗體片段。納米體在極端的pH值下也很穩(wěn)定，并能夠在胃液中存活。

納米體還與基因工程方法相兼容，允許對(duì)納米抗體框架和氨基酸的改變來改善結(jié)合能力。在結(jié)構(gòu)方面，納米體親水的一面并不存在于傳統(tǒng)抗體中，這意味著它們不存在與傳統(tǒng)抗體相關(guān)的溶解度和聚集性問題。

單克隆抗體已經(jīng)并將繼續(xù)用于多種癌癥的治療。然而，它們往往非常大，攜帶四個(gè)多肽鏈，限制了它們接近目標(biāo)腫瘤。納米體提供了一個(gè)更小的(傳統(tǒng)抗體的十分之一大小)、高度穩(wěn)定的抗體替代品。納米抗體的生產(chǎn)遵循許多與傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)相同的方法。然而，它也有傳統(tǒng)抗體所沒有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，如改進(jìn)的篩選，改進(jìn)的分離技術(shù)，以及不需要?jiǎng)游餇奚?/p>

納米抗體和傳統(tǒng)抗體之間的一些區(qū)別仍在探索中，但相信會(huì)帶來顯著的好處。例如，人們反復(fù)證實(shí)，傳統(tǒng)的抗體通常具有平坦的表面。這意味著它們不能很好地結(jié)合在抗原表面的溝槽或空洞中。另一方面，納米抗體則優(yōu)先結(jié)合裂口，包括活性位點(diǎn)裂口。結(jié)合活性位點(diǎn)的能力對(duì)研究生物相互作用具有重要意義，但尚未得到充分的探索。

納米體蛋白治療分子。納米體是在駱駝、單峰駱駝和大羊駝體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的小抗體- 圖片來源: molekuul_be / Shutterstock

納米抗體的缺陷是什么？

雖然納米抗體缺陷相對(duì)較少，但它們?nèi)杂泻艽蟮木窒扌院腿秉c(diǎn)，限制了它們的使用。首先，用于開發(fā)納米體的重鏈抗體只能從駱駝和鯊魚身上獲得，而傳統(tǒng)的單克隆抗體是從小鼠身上獲得的。因此，納米體的發(fā)展需要更大規(guī)模、更復(fù)雜的場(chǎng)地和畜牧業(yè)來獲得所需的抗體。

Sources

1. Bever C.S., et al.(2017). VHH antibodies: emerging reagents for the analysis of environmental chemicals. Analytical and Bioanalytical Chemistry. https://doi.org/10.1007/s00216-016-9585-x
2. Bannas P., et al.(2017). Nanobodies and nanobody-based human heavy chain antibodies as antitumor therapeutics. Frontiers in Immunology. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.01603
3. Kolkman J.A. and Law D.A. (2010). Nanobodies – from llamas to therapeutic proteins. Drug Discovery Today: Technologies. https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2010.03.002
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