新型冠狀病毒目前仍在世界范圍內(nèi)廣泛傳播，全球累計(jì)感染人數(shù)超過2.5億，死亡人數(shù)超過500萬1。盡管目前各類疫苗已實(shí)現(xiàn)大面積的推廣接種，但依舊沒能阻止新冠疫情的蔓延。而且隨著疫情的發(fā)展，新冠病毒也在持續(xù)變異，給世界各國帶來了沉重的災(zāi)難，有效的預(yù)防和治療是徹底消滅新冠病毒的關(guān)鍵。來源于羊駝的納米抗體被證實(shí)在預(yù)防和治療冠狀病毒方面具有極大的應(yīng)用潛力（表1）。
表1.納米抗體在新冠預(yù)防和治療中的研究
納米抗體的由來：
納米抗體（Nanobodies, Nbs）是由比利時(shí)科學(xué)家Hamers-Casterman及其團(tuán)隊(duì)于1993年在自然雜志中首次報(bào)道發(fā)現(xiàn)，在駱駝科動(dòng)物（駱駝，羊駝及其近親物種）血液中發(fā)現(xiàn)有一部分抗體是缺失輕鏈的“重鏈抗體”，該抗體只包含一個(gè)重鏈可變區(qū)（VHH）和兩條重鏈CH2與CH3區(qū)（圖1）。VHH保留了全部的抗原結(jié)合能力，是最小的保留完整抗原結(jié)合片段，被稱為單域抗體（Single-domain antibodies），VHH晶體為2.5nm，長4nm，分子量只有15 kDa。
圖1.常規(guī)抗體與納米抗體示意圖
納米抗體相對(duì)于傳統(tǒng)抗體的優(yōu)勢：
與傳統(tǒng)抗體相比，納米抗體還具有人源化簡單、親和力高、穩(wěn)定性高、可微生物表達(dá)、免疫原性低、可溶性好、滲透力強(qiáng)、可識(shí)別隱藏表位等優(yōu)勢。納米抗體獨(dú)特的物理和化學(xué)穩(wěn)定性等為診斷和治療提供了新的研究工具。在抗體藥物研發(fā)、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究以及疾病診斷和治療方面越來越受關(guān)注。
全球獲批上市的納米抗體藥物：
2018年歐盟批準(zhǔn)全球首款用于治療成年獲得性血栓性血小板減少性紫癜的納米抗體藥物—Caplacizumab，通過阻斷超大vWF多聚體與血小板的相互作用，從而防止凝血的發(fā)生。2021年康寧杰瑞制藥，思路迪醫(yī)藥和先聲藥業(yè)合作開發(fā)的PD-L1抗體恩維達(dá)在中國獲批上市，是中國第一個(gè)獲批上市的納米抗體藥物。目前，已有多款納米抗體藥物處于臨床試驗(yàn)階段（表2）。
表2.處于臨床階段的納米抗體藥物
納米抗體制備流程：
納米抗體的制備過程主要包括目的抗原制備、免疫羊駝、抗體庫制備、高親和力抗體篩選、重組抗體表達(dá)和抗體活性分析功能鑒定（圖2）。
圖2.納米抗體的制備流程
納米抗體的應(yīng)用：
1.疾病診斷：分子影像，腫瘤診斷，成像引導(dǎo)手術(shù)。
2.細(xì)胞治療：靶向放射治療，遞送化療藥物，免疫治療。
3.抗體藥物開發(fā)：尋找靶點(diǎn)→設(shè)計(jì)藥物→生物試驗(yàn)→臨床試驗(yàn)→審批上市。
參考文獻(xiàn)：
1.?Sun X, Yang S, et al. Nanobody-Functionalized Cellulose for Capturing SARS-CoV-2. Appl Environ Microbiol. 2022 Jan 5:aem0230321. doi: 10.1128/aem.02303-21. Epub ahead of print. PMID: 34985974.
2.?Wrapp D, De Vlieger D, et al. Structural Basis for Potent Neutralization of Betacoronaviruses by Single-Domain Camelid Antibodies. Cell. 2020 May 28;181(5):1004-1015.e15.
3.?Wu Y, Li C, et al. Identification of Human Single-Domain Antibodies against SARS-CoV-2. Cell Host Microbe. 2020 Jun 10;27(6):891-898.e5.
4.?Huo J, Le Bas A,?et al. Neutralizing nanobodies bind SARS-CoV-2 spike RBD and block interaction with ACE2. Nat Struct Mol Biol. 2020 Sep;27(9):846-854.
5.?Hanke L, Vidakovics Perez L, et al. An alpaca nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by blocking receptor interaction. Nat Commun. 2020 Sep 4;11(1):4420.
6.?Xiang Y, Nambulli S, et al. Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2. Science. 2020 Dec 18;370(6523):1479-1484.
7.?Schoof M, Faust B, et al. An ultrapotent synthetic nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by stabilizing inactive Spike. Science. 2020 Dec 18;370(6523):1473-1479.
8.?Sun, D., Sang, Z. et al. Potent neutralizing nanobodies resist convergent circulating variants of SARS-CoV-2 by targeting diverse and conserved epitopes. Nat Commun 12, 4676 (2021).
9.?Wu X, Cheng L, et al. A potent bispecific nanobody protects hACE2 mice against SARS-CoV-2 infection via intranasal administration. Cell Rep. 2021 Oct 19;37(3):109869.
10.?Redecke V, Tawaratsumida K, et al. A rapid and affordable point of care test for antibodies against SARS-CoV-2 based on hemagglutination and artificial intelligence interpretation. Sci Rep. 2021 Dec 30;11(1):24507.
11.?Vanlandschoot P, Stortelers C, et al. Nanobodies?: new ammunition to battle viruses. Antiviral Res. 2011 Dec;92(3):389-407.?
編輯人：張濤濤
