来源：news medical|作者：Sara Ryding|校审：Michael Greenwood|2019-10-2 |翻译：聚生物

纳米体是位于重链上的单可变域抗体，也称为VHH抗体。纳米体通常被认为是传统抗体的替代品，在生产和使用上都有显著的差异，影响其适用性。

什么是纳米抗体（Nanobodies）？

纳米体和传统抗体的主要区别在于它们的结构和结构域。传统的抗体有两个可变域，称为VH和VL，它们相互提供稳定性和结合特异性。纳米体具有VHH结构域，但缺乏VL结构域，但仍然高度稳定。缺少VL结构域也意味着纳米体有亲水的一面。

纳米体首先在骆驼身上发现的，是一种重链抗体，它比包括人类在内的大多数生物体内发现的抗体要小得多，也更容易编程（左图）。右图，单体骆驼(红色)与全尺寸人体抗体的结构进行了比较。VHH是一种针对绿色荧光蛋白的纳米体，用于水稻的原理验证试验。图片来源:Segatori Research Group/Rice University

纳米体具有许多优点，应用范围非常广泛。它们是由骆驼和鲨鱼体内自然产生的重链抗体构成的，自25年前发现以来，它们已在肿瘤学、感染和免疫等广泛的医学领域得到应用。然而，最近的进展已经看到纳米体被用于检测环境中的工业化学物质，如染料或除草剂。

果蝇幼虫翅膀前体中的纳米体（粉红色）。图片来源：巴塞尔大学生物中心（Biozentrum）

纳米抗体的有什么优点？

纳米抗体常被与多克隆抗体、单克隆抗体和抗体片段相比较，也比较产生这些抗体的方法。纳米抗体比多克隆抗体更容易廉价批量生产。此外，它们在更宽的温度范围下是稳定的，在高达80°C的温度下仍能发挥作用。额外的好处是，高温下纳米体的展开被证明是完全可逆的，不像传统的抗体片段。纳米体在极端的pH值下也很稳定，并能够在胃液中存活。

纳米体还与基因工程方法相兼容，允许对纳米抗体框架和氨基酸的改变来改善结合能力。在结构方面，纳米体亲水的一面并不存在于传统抗体中，这意味着它们不存在与传统抗体相关的溶解度和聚集性问题。

单克隆抗体已经并将继续用于多种癌症的治疗。然而，它们往往非常大，携带四个多肽链，限制了它们接近目标肿瘤。纳米体提供了一个更小的(传统抗体的十分之一大小)、高度稳定的抗体替代品。纳米抗体的生产遵循许多与传统抗体生产相同的方法。然而，它也有传统抗体所没有的独特优势，如改进的筛选，改进的分离技术，以及不需要动物牺牲。

纳米抗体和传统抗体之间的一些区别仍在探索中，但相信会带来显著的好处。例如，人们反复证实，传统的抗体通常具有平坦的表面。这意味着它们不能很好地结合在抗原表面的沟槽或空洞中。另一方面，纳米抗体则优先结合裂口，包括活性位点裂口。结合活性位点的能力对研究生物相互作用具有重要意义，但尚未得到充分的探索。

纳米体蛋白治疗分子。纳米体是在骆驼、单峰骆驼和大羊驼体内发现的小抗体- 图片来源: molekuul_be / Shutterstock

纳米抗体的缺陷是什么？

虽然纳米抗体缺陷相对较少，但它们仍有很大的局限性和缺点，限制了它们的使用。首先，用于开发纳米体的重链抗体只能从骆驼和鲨鱼身上获得，而传统的单克隆抗体是从小鼠身上获得的。因此，纳米体的发展需要更大规模、更复杂的场地和畜牧业来获得所需的抗体。

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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