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纳米抗体的优势有哪些?

发表时间:2023-08-21 访问次数:441

  纳米抗体(Nanobody, Nb),又称为单域抗体(Single-domain antibodies, sdAbs),是来源于骆驼科动物和鲨鱼的一种独特的抗体,最初由比利时免疫学家Hamers-Casterman于1989年在分离骆驼血清中的抗体时偶然发现。

  传统抗体的结构类似于“Y”形,是由两条重链和两条轻链构成的对称结构。一些骆驼科动物等在其生长进化的过程中,自身的免疫系统中出现了缺失轻链及重链CH1结构但完全保留抗原结合活性的重链抗体(HCAb)。HCAb特异性结合抗原的区域为其重链的可变区,即VHH(Variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody)。VHH经重组表达后,可获得只含有单个结构域的最小单元抗原结合片段,即纳米抗体。

  纳米抗体仅有12~14 kDa,其晶体直径为2.5 nm,长4 nm,因此被认为是已知的可以与抗原结合的最小单位。

纳米抗体

图1 各类抗体结构示意图

  纳米抗体基于重链抗体VHH的特殊结构,集传统抗体与小分子药物的优点于一体,并在诸多方面克服了传统抗体的缺陷,逐渐在生物医药研发与临床体外诊断行业中大放光彩。其优势在于:

  小分子量和组织渗透力:纳米抗体具有较小的分子量,比传统抗体更便于穿透血脑屏障,从而有利于对肿瘤的诊断和靶向治疗。

  低免疫原性:纳米抗体不包含Fc段,避免了Fc段引起的免疫反应,且与人类抗体的同源性较高,与人体更相容。

  强特异性和高抗原亲和力:纳米抗体具有更长的CDR3区,可以形成凸环并嵌入抗原分子沟槽或裂隙内,进一步识别抗原表面的孔洞或隐藏的表位,从而增强抗原结合能力。

  适用于大规模生产:纳米抗体可以在原核表达系统中进行重组生产,具有较低的成本和短周期,且易于储存。

  高亲水性:纳米抗体具有较高的亲水性,减少了抗体之间的相互粘附和聚集。

  高稳定性和耐性:纳米抗体具有多个二硫键,使其具有较高的稳定性和耐受性,可以在高温、强酸、强碱等条件下保持生物活性。

  纳米抗体具有小分子量、组织渗透力强、低免疫原性、强特异性和抗原亲和力高、适用于大规模生产、高亲水性以及高稳定性和耐性等优势。这些优势使得纳米抗体在医学研究和临床应用中具有重要的潜力。