納米抗體特征及應用

納米抗體(ti) 是駱駝和鯊魚中天然發現的純重鏈抗體(ti) (HcAb) 的重組可變域。納米抗體(ti) 的分子量僅(jin) 為(wei) 15 kDa，約為(wei) 常規抗體(ti) 分子量的1/10，是已知分子量最小的天然抗體(ti) 。納米抗體(ti) 在結構上不同於(yu) 傳(chuan) 統抗體(ti) ，表現出更高的親(qin) 和力和穩定性、微生物表達性、免疫原性低、水溶性好、組織穿透力強等特點，在疾病治療、診斷、物質檢測等領域備受關(guan) 注。

納米抗體結構特征

Camelid HCAb 由片段可結晶區 (Fc) 組成，該片段直接連接到由單個(ge) VHH 結構域組成的 Fab 片段。由於(yu) 缺少輕鏈和 CH1 區域，納米抗體(ti) 的分子量比傳(chuan) 統單克隆抗體(ti) 降低了 90 kDa。 HCAb 的 VHH 片段大小約為(wei) 2.5*4 nm，分子量約為(wei) 15 kDa，可結合廣泛的抗原庫。與(yu) 傳(chuan) 統抗體(ti) 的可變區 (VH) 類似，納米抗體(ti) (Nbs) 由四個(ge) 保守框架區 (FR) 和三個(ge) 負責確定抗原特異性的高變互補決(jue) 定區 (CDR) 組成。

同時，納米抗體(ti) 與(yu) 單克隆抗體(ti) 的VH片段也存在一係列差異。首先，由於(yu) 缺乏輕鏈，納米抗體(ti) 通過三個(ge) CDR區與(yu) 抗原結合，而單克隆抗體(ti) 通常需要六個(ge) CDR區才能與(yu) 抗原結合。在結構上，盡管不存在輕鏈，但納米抗體(ti) 的 CDR1 結構變異和 CDR3 長度的增加極大地促進了其抗原結合的多功能性。另外，常規mAb的VH結構域的FR2主要由疏水性氨基酸殘基組成，即V37/G44/L45/W47，而納米抗體(ti) 的VH結構域的FR2通常由親(qin) 水性氨基酸殘基組成，即F37/E44/R45/ G47，這也使得它們(men) 以可溶性單體(ti) 的形式存在。

納米抗體：優點和缺點

納米抗體(ti) 的結構與(yu) 傳(chuan) 統單克隆抗體(ti) 相比具有多種優(you) 勢。

更高的組織滲透性： mAb 的尺寸較大且 Fc 區域的存在改善了藥代動力學特性，但也影響了其組織滲透能力。較小尺寸的納米帶可實現更高的組織穿透性和更強的體(ti) 內(nei) 細胞殺傷(shang) 力。

增強的抗原識別能力：在所有互補決(jue) 定區中，CDR3占抗原識別特異性的60-80%。長而延伸的CDR3環賦予了更好的抗原識別特異性和對VHH的親(qin) 和力，從(cong) 而增強了對隱藏腫瘤抗原表位的識別。

穩定性強：與(yu) mAb相比，Nbs具有顯著更高的熱穩定性、Tm值和可逆熱變性。此外，Nbs 能夠抵抗蛋白酶、pH 值和疏水劑的變性作用。

能夠串聯成多特異性或多價(jia) 配置：與(yu) mAb 相比，Nb 的尺寸較小，有利於(yu) 與(yu) 多個(ge) 功能不同的抗體(ti) 結構域串聯以實現多功能藥物遞送，增強親(qin) 和力，同時避免快速腎髒清除並增加藥物比率。

盡管納米抗體(ti) 具有許多理想的特性，但也存在某些局限性。由於(yu) 腎小球濾過的閾值是 50-60 kDa，15 kDa 的小尺寸會(hui) 導致血清持續時間短或腎髒清除快，從(cong) 而在診斷篩查和治療應用中存在缺點。一種解決(jue) 方案策略是將納米抗體(ti) 與(yu) 聚乙二醇（PEG）或白蛋白偶聯。其次，納米抗體(ti) 缺乏 Fc 區，因此無法執行與(yu) 該部分相關(guan) 的效應器功能。然而，這個(ge) 問題可以通過與(yu) Fc區偶聯來提高治療能力來解決(jue) 。
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納米抗體的應用

1. 用於診斷應用的納米抗體

基於(yu) 納米抗體(ti) 的免疫分析可以充分利用來檢測和識別靶標以及臨(lin) 床上較難檢測的外來病原體(ti) 或毒素。例如，EGFR在許多腫瘤中過度表達，是腫瘤藥物靶向的有吸引力的靶點。針對 EGFR 的納米抗體(ti) 已被開發並成功應用於(yu) 乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌的診斷。此外，納米抗體(ti) 還用於(yu) 分子成像技術，例如用於(yu) 疾病診斷的正電子發射斷層掃描（PET）、單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）、近紅外熒光（NIR）和超聲分子成像。

2. 納米抗體的治療應用

納米抗體(ti) 的高親(qin) 和力和特異性使其更容易靶向結合阻塞部位的癌細胞上的受體(ti) 並滲透到血管較少的組織中。同時，鑒於(yu) 納米抗體(ti) 的低免疫原性，檢測到對小鼠重複施用納米抗體(ti) 並沒有誘導任何體(ti) 液和細胞免疫反應，這對於(yu) 疾病的治療很重要。

A. 基於(yu) 納米抗體(ti) 的藥物遞送

將納米抗體(ti) 修飾到納米藥物載體(ti) （例如，脂質體(ti) 、膠束、基於(yu) 白蛋白和鐵蛋白的納米粒子以及基於(yu) 聚合物的多聚體(ti) ）使得基於(yu) 納米抗體(ti) 的抗癌藥物能夠主動靶向腫瘤組織。具有腫瘤特異性受體(ti) 的納米抗體(ti) 可以作為(wei) 將毒素或藥物運送到腫瘤部位的載體(ti) ，實現藥物或毒素的靶向釋放，減少對正常細胞的損傷(shang) ，減少副作用。

B. 納米抗體(ti) -藥物偶聯物 (NDC)

抗體(ti) 藥物偶聯物 (ADC)將小分子藥物的強效殺傷(shang) 作用與(yu) mAb 的高度靶向性相結合。 mAb 的大尺寸 (~150 kDa) 和 Fc 區的存在有助於(yu) 改善 mAb 的藥代動力學特性，但也會(hui) 影響其組織滲透能力。納米抗體(ti) （Nb）作為(wei) 新型的更小、高選擇性的抗體(ti) 衍生物或片段，由於(yu) 開發下一代靶向藥物綴合物而受到廣泛關(guan) 注。納米抗體(ti) 藥物偶聯物 (NDC) 比較大的 ADC 具有優(you) 勢，因為(wei) 它們(men) 提供快速的全身清除、增強的穩定性和增加的腫瘤滲透率。

C. 基於(yu) 納米抗體(ti) 的 CAR-T 細胞療法

通常，單克隆抗體(ti) 的單鏈可變片段（scFv）被用作CAR的抗原靶向結構域。然而，使用scFv作為(wei) CAR靶向結構域有一些局限性。近年來，研究人員一直關(guan) 注其他類型的 CAR 結構域，包括納米抗體(ti) 、肽或配體(ti) 。其中，納米抗體(ti) 作為(wei) 替代的CAR靶向結構域顯示出優(you) 勢，包括納米抗體(ti) 的低免疫原性、高穩定性、強特異性和高親(qin) 和力，以及簡單可行的開發過程。許多研究結果證實，基於(yu) 納米抗體(ti) 的 CAR-T 在臨(lin) 床前和臨(lin) 床環境中都可以發揮與(yu) 基於(yu) scFv 的 CAR-T 相同的功能。