纳米抗体介绍

克隆这种抗体重链可变区可以得到只有重链可变区组成的单域抗体,即重链单域抗体VHH(variable domain of heavy chain of heavy-chainantibody),也称为纳米抗体(nanobody, a single domain antibody)。

纳米抗体是目前可以得到的具有完整功能的稳定的可结合抗原的最小单位。其相对分子质量为15000,仅为常规抗体的1/10左右,分子高度4.8 nm,直径2.2 nm,为纳米级,故被称为纳米抗体。 纳米抗体具有高亲和力和高特异性的特点,而免疫原性(尽管非人源,但免疫原性很低)和毒性则非常低,且不像scFv那样容易粘连。利用纳米抗体所具有的特性,对其进行基因改造,可转变为多种形式,携带某些特定的结构,用于疾病的诊断和治疗。

由于纳米抗体容易改造、形成多价形态,是抗体界的“百变星君”,纳米抗体发展到今天又有了很多变种和玩法哦,我们今天就给大家简单列举一二。一起看看最早最传统的纳米抗体与现在一些新兴的新型纳米抗体的异同。

纳米抗体分类

一.单价纳米抗体

即用特异性的抗原从纳米抗体库中筛选得到的抗原特异性的纳米抗体,因其表面有大量的亲水残基,能保持严格的单体结构,且仅以这种单体形式就能高特异性、高亲和力地与其抗原相结合。纳米抗体具有严格的单体结构,能防止蛋白质聚集,一些纳米抗体甚至能清除已形成的聚集体。

二.多价和多特异性纳米抗体
多价抗体是识别同一种表位的单价抗体的聚合物,比单价抗体具有更高的抗原亲和力;多特异性抗体是识别不同表位的单价抗体的聚合物,能结合不同靶目标或同一靶目标的不同表位,比单价抗体具有更高的抗原识别能力。而纳米抗体结构简单,只有一个结构域,可通过短小的连接序列聚合在一起,从而转换成多价和多特异性的形式。

三.融合型纳米抗体
纳米抗体具有严格的单体特点且其相对分子质量很小,很容易通过基因工程技术与其他结构(如BSA、IgG-Fc等)结合形成新的融合分子,如能延长其半衰期的酶、抗菌肽或显影物质等。在新的融合分子中,纳米抗体与其靶抗原定向结合,与纳米抗体融合的部分就能发挥相应的功能。

进行疾病治疗时,我们希望药物能在体内靶器官停留较长的时间以便提高药物的作用,然而纳米抗体的血液清除速度却很快,不利于它所携带的药物发挥作用。所以,通过基因技术将纳米抗体VHH和寿命较长的分子融合在一起,可以提高纳米抗体在血液中的存在时间即延长其半衰期,从而达到更好的治疗效果。

另外,纳米抗体可连接各种显影物质用于疾病诊断。因其具有高度的靶向性和特异性,通过改变造影剂外壳的组成成分,或在外壳上连接针对组织特异性抗原的抗体或特异受体的配体,可构建针对特定组织的靶向超声造影剂。 加之纳米抗体的强穿透力,能穿过血管进入组织,可更好地应用于显像和治疗:如连接绿色荧光蛋白(GFP)和VHH形成复合物,这种复合物能靶向地结合到活细胞,可用于疾病的诊断。

多价纳米抗体的最近进展

2020年6月13日,科望生物第二款抗体药OX40抗体ES102的临床试验申请获得NMPA受理。ES102为继信达生物IBI101、丽珠单抗、恒瑞医药SHR-1806之后第4款申报临床的OX40抗体。ES102是一种六价纳米抗体的Fc融合蛋白。
六价纳米抗体的结构看起来是不是很美妙?有点像项链哦。价态越高,OX40抗体的激动剂活性越强。除了二聚体和四聚体外还有三聚体和五聚体等。比如三叶草生物模拟天然三聚体的Trimer-Tag融合蛋白技术,IgM Biosciences的IgM亚型抗体(五聚体),Genmab的Hexabody技术和Inhibrx的多价纳米抗体技术等。 Inhibrx尝试为四价纳米抗体DR5抗体INBRX-109。罗氏也曾尝试基于Fab串联的OX40四价抗体,不过其激动剂抗体研发已经转向FAP/TAA保证安全性,并依赖于FAP的结合介导受体的寡聚化,如FAP/DR5双抗RG7386。

来源:科望生物

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