高特异性:可针对单一抗原表位进行设计,交叉反应低,检测或治疗效果更精准。
批次稳定性:由固定的基因序列生产,不同批次间的性能差异极小,避免了动物个体差异带来的不稳定。
可改造性强:能通过基因工程调整抗体结构,比如制备单链抗体(scFv)、纳米抗体等,或偶联药物、荧光素等,拓展应用场景。
无动物源性风险:可通过微生物(如大肠杆菌)、昆虫细胞或哺乳动物细胞表达,减少了传统抗体制备中动物病原体污染的可能。
结构特点:纳米抗体仅包含一个重链可变区(VHH)和两个常规的 CH2 与 CH3 区,其尺寸仅为 4nm×2.5nm,分子量为 12-15KDa,是目前已知的可结合目标抗原的最小单位。与传统抗体相比,纳米抗体的 VHH 域拥有更长的互补决定区(CDR1 与 CDR3),尤其是伸长的 CDR3 环可形成凸起的柔性结构,能深入抗原分子的空间裂隙或隐蔽凹形表位。
特性与优势
高稳定性:VHH 可溶性极高,不易聚集,能耐高温、强酸、强碱等致变性条件。例如在 60℃高温、pH2-11 的酸碱条件下,纳米抗体仍能保持抗原结合活性。
易于表达:适合于原核表达和各种真核表达系统,在原核系统(如大肠杆菌)中,纳米抗体的表达量可达 200-500mg/L。
特异性强、亲和力高:纳米抗体可针对特定抗原表位进行精准识别,其亲和力可达到 pM 级别。
免疫原性弱:由于其结构与人类抗体有一定的相似性,对人的免疫原性较弱,降低了人体免疫系统对其产生排斥反应的可能性。
组织穿透性好:分子量小,可穿透血脑屏障等致密组织,能快速均匀扩散至靶标部位,为深层病灶的靶向治疗提供了可能。
制备方法:纳米抗体库的构建通常采用噬菌体展示技术。将编码纳米抗体 VHH 的基因插入噬菌体外壳蛋白基因,使纳米抗体片段展示在噬菌体表面,通过 “吸附 - 洗脱 - 扩增” 多轮筛选,最终测序获得纳米抗体基因。
应用领域
治疗性抗体药物研发:可用于开发针对各种疾病的治疗性抗体,如肿瘤、自身免疫性疾病等。例如,基于羊驼纳米抗体的 CAR-T 细胞治疗恶性间皮瘤有较好疗效。
临床体外诊断:可用于制备胶体金法、酶联免疫吸附法、电化学发光法等体外诊断试剂,用于疾病的快速检测和诊断。
基础研究:在肿瘤研究、免疫学研究等基础研究领域也有广泛应用,可作为研究工具用于探索疾病的发生机制和病理过程。
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