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納米抗體在腫瘤、病毒感染、抗生素、解毒劑的臨床應用(yòng)

發表時(shí)間:2023-10-16 訪問次數:208

納米抗體nanobody Nb)在中樞神經系統疾病、循環系統疾病、感染性疾病、腫瘤學和(hé)炎症性疾病中均表現(xiàn)出優異的應用(yòng)價值和(hé)前景,主要聚焦于腫瘤治療且已經取得了(le)顯著成效,納米抗體-藥物偶聯、CAR-T、光動力療法(PDT)、靶向放(fàng)射性核素治療等治療方法的不斷研發改進爲患者帶來(lái)了(le)新的希望。

2 納米抗體在治療領域的應用(yòng)
Table 2 Therapeutic applications of nanobodies
Nanobodies Targets Disease examples
ALX-0171 RSV F-protein RSV lower respiratory tract infection
T6T16A12 Tetanus neurotoxin (TeNT) Tetanus
Vobarilizumab IL-6R Rheumatoid arthritis
M6495 ADAMTS-5 Osteoarthritis
BI 655088 CX3CR1 Chronic renal disease
LCAR-B38M BCMA Multiple myeloma
EGFR-targeted nanobody EGFR Squamous cell carcinoma of head and neck
PDL1-VHHs PDL1 Cancer therapy
Everestmab GLP-1/GLP-1R Diabetes mellitus type 2 (T2DM)



靶向腫瘤的納米抗體

Altintas等研發了(le)一種核心由EGFR靶向納米抗體nanobody NbPEG (EGa1-PEG) 結合的納米粒子(NANAP)NANAP中裝載有多激酶抑制劑17864,在溶酶體吸收和(hé)消化後,激酶抑制劑在細胞内釋放(fàng),抑制EGFR陽性的14C鱗狀頭頸癌細胞的生長。Fang等将藥物美(měi)登素(DM1) MHC-Ⅱ靶向納米抗體VHH7結合,通過NIR成像及向健康小(xiǎo)鼠和(hé)荷瘤小(xiǎo)鼠注射VHH7-AF47,解剖後比較熒光信号證實了(le)淋巴瘤在肺、肝、脾、淋巴結等器官中的存在且肝髒中有轉移竈,腫瘤浸潤導緻脾腫大(dà),并證實了(le)VHH7對(duì)轉移竈的靶向性,用(yòng)A20細胞系作(zuò)爲模型,VHH7-DM1治療組腫瘤明(míng)顯小(xiǎo)于對(duì)照組,小(xiǎo)鼠平均存活時(shí)間長于對(duì)照組,可顯著抑制肝髒病竈轉移。CD7分子黏附抗體或抗體衍生物後可快(kuài)速發生内吞作(zuò)用(yòng)Tang等以單價和(hé)雙價抗-CD7納米抗體爲基礎構建了(le)免疫毒素,并将其編碼爲PG001和(hé)PG002,采用(yòng)WST-8法測定細胞毒活性,兩者分别在納摩爾(PG001) 和(hé)皮摩爾(PG002) 濃度下(xià)能(néng)誘導T-ALL細胞系的高(gāo)效抗原特異性凋亡,能(néng)有效、選擇性地殺傷人白(bái)血病細胞,顯著延長治療後小(xiǎo)鼠的存活時(shí)間。

放(fàng)射性标記的納米抗體nanobody Nb也(yě)有望成爲靶向放(fàng)射性核素治療的靶向藥物。其中α粒放(fàng)射性核素正在用(yòng)于臨床或臨床前評估,2Rs15d是一個HER-2特異性納米抗體nanobody NbPruszynski等利用(yòng)2Rs15d納米抗體nanobody Nb與偶聯劑2-(4-異硫氰基苄基)-1, 4, 7, 10-四氮雜(zá)環十二烷-1, 4, 7, 10-四乙酸(p-SCN-Bn-DOTA),并用(yòng)α發射性核素锕-225标記(α-225Ac),産生225Ac-DOTA-Nb,這(zhè)種靶向納米抗體nanobody Nb可以爲靶細胞提供高(gāo)緻死性和(hé)局部化的放(fàng)射治療。

納米抗體nanobody Nb可充當光敏劑(photosensitizer, PS) 的載體,用(yòng)于靶向光動力療法(photodynamic therapy, PDT),通常臨床上(shàng)使用(yòng)疏水(shuǐ)的光敏劑,不能(néng)提供腫瘤特異性。增加腫瘤細胞特異性受體的表達水(shuǐ)平可以用(yòng)于靶向這(zhè)些(xiē)細胞,即增加腫瘤對(duì)光敏劑的特異性攝取,如過度表達的EGFR等常被用(yòng)作(zuò)靶向治療的靶點。采用(yòng)納米抗體nanobody NbPDT可将周圍細胞的損害降低(dī),納米抗體-PS共轭物選擇性地結合到(dào)靶标上(shàng),并且在照明(míng)後能(néng)夠在體外(wài)誘導選擇性地殺死腫瘤細胞。

用(yòng)于病毒感染的納米抗體
納米抗體nanobody Nb還是中和(hé)抗病毒試劑的豐富來(lái)源,可作(zuò)爲治療動、植物病毒感染的理(lǐ)想工(gōng)具。SARS-冠狀病毒-2 (SARS-CoV-2) 的出現(xiàn)導緻了(le)一種全球性的流行病,比以往的冠狀病毒傳播性更強,不同的納米抗體nanobody Nb已經被開(kāi)發用(yòng)于高(gāo)親和(hé)力結合受體結合域(RBD),競争性地抑制RBD與人血管緊張素轉換酶2 (ACE2) 的相互作(zuò)用(yòng)并中和(hé)病毒[65-67],納米抗體nanobody Nb主要依賴于3個可變環,即圖CDR1CDR2CDR3形成的抗原結合位點,納米抗體nanobody Nb相關技術的成熟揭示其可作(zuò)爲高(gāo)效的中和(hé)劑,抵禦緻病性冠狀病毒的侵襲。
普健生物構建了(le)千億級納米抗體VHH文(wén)庫,淘選了(le)針對(duì)新冠NTD domain的納米抗體nanobody Nb,獲得了(le)9VHH序列,并采用(yòng)哺乳系統進行了(le)9VHH-Fc的重組表達,9VHH-Fc序列的表達量均較高(gāo)。

NTD domain結合的9VHH序列
9VHH-Fc純化質檢圖(Reduced SDS-PAGE)
9VHH-Fc表達産量

Strokappe等成功構建了(le)靶向HIV gp41和(hé)gp120包膜蛋白(bái)的中和(hé)性納米抗體,這(zhè)些(xiē)新的雙特異性VHH有成爲治療劑或殺菌劑的潛力。BBMV是一種種子傳播的植物病毒,Ghannam等通過噬菌體展示生物淘選分離出8BBMV特異性納米抗體,其中3個成功地抑制了(le)BBMV在體外(wài)的傳播且在蠶豆中表達時(shí)能(néng)中和(hé)BBMVOrlov等分離出抑制葡萄扇葉病毒(grapevine fanleaf virus, GFLV) 的納米抗體Nb23,在煙(yān)草和(hé)該病毒的天然宿主葡萄砧木(mù)中穩定表達并觀察到(dào)了(le)對(duì)GFLV強烈的特異性抵抗力。

用(yòng)于抗菌素的納米抗體
抗生素療法是治療細菌性感染的主要手段,但(dàn)由于抗生素不合理(lǐ)、過度的使用(yòng),導緻耐藥菌甚至超級細菌的出現(xiàn),對(duì)于嚴重感染的病例,抗生素已經無法發揮其抗菌抑菌的作(zuò)用(yòng)。
而納米抗體nanobody Nb由于特異性強,能(néng)精确結合緻病細菌表面抗原,拮抗細菌對(duì)宿主細胞的黏附,從(cóng)而治療由細菌引起的感染性疾病,成爲開(kāi)發抗菌治療的新方式。納米抗體nanobody Nb通過拮抗細菌黏附、運動以及細菌毒力因子等不同方式對(duì)抗細菌感染,減少緻病菌黏附,如通過選擇能(néng)夠抑制細菌在上(shàng)皮細胞粘附的抗表面抗原的VHH,可用(yòng)于預防菌源性腹瀉。此外(wài),納米抗體nanobody Nb還可以防止細菌或細菌毒素進入細胞,如VHH R303與内化蛋白(bái)B (internalin B, Inl B) 上(shàng)c-Met作(zuò)用(yòng)位點結合,能(néng)競争性地抑制李斯特菌入侵赫拉細胞,進一步研究結果表明(míng)其可用(yòng)于治療和(hé)預防李斯特菌病。

作(zuò)爲解毒劑納米抗體
在許多國家,蛇、蠍子、蜘蛛等的毒液嚴重危害人類健康。研究表明(míng),納米抗體nanobody Nb具有良好(hǎo)的中和(hé)能(néng)力,Jinkins等成功分離出對(duì)α-眼鏡蛇毒素(α-Cbtx) 具有很(hěn)高(gāo)親和(hé)力的VHHs (C2和(hé)C20),它們能(néng)夠完全中和(hé)α-Cbtx的緻死作(zuò)用(yòng)。Calderon等開(kāi)發了(le)一套針對(duì)黃腭蛇毒出血性和(hé)肌毒成分的納米抗體nanobody Nb,通過小(xiǎo)鼠實驗确定了(le)Nbs H6H8和(hé)H9具有最好(hǎo)的蛇毒出血作(zuò)用(yòng)中和(hé)活性,Nbs M28M35M43M67M85和(hé)M88可作(zuò)爲較好(hǎo)的肌毒作(zuò)用(yòng)抑制劑。Ahmadi等總結了(le)幾種蠍子毒液治療的抗毒劑,與傳統抗毒劑相比,納米抗體因其具有較高(gāo)的體外(wài)穩定性和(hé)低(dī)的免疫原性,具有發展爲下(xià)一代蠍子抗毒血清的潛力,如有研究表明(míng)anti-HNc納米抗體nanobody Nb能(néng)夠對(duì)毒蠍的HNc類毒素的侵害提供完全的保護,一種雙特異性NbF12-10展現(xiàn)了(le)出色的毒液中和(hé)能(néng)力,對(duì)緻命的蠍子蜇傷也(yě)能(néng)提供全面保護。因此,未來(lái)納米抗體nanobody Nb可作(zuò)爲解毒劑以提供安全有效的治療方法。

普健生物擁有自(zì)建養殖基地,每年近百頭成年羊駝用(yòng)于免疫,穩定提供大(dà)量的免疫抗原。擁有近千億級别天然庫,最快(kuài)在2周内可完成針對(duì)各類靶點的特異性納米抗體快(kuài)速篩選,抗體親和(hé)力可達10-9M 級别,插入正确率100%,序列正确率97%,随機選取200個克隆測序,均無重複序列;并且免疫庫源自(zì)百餘隻不同種類的駝類樣本-羊駝(Alpaca )、駱駝(Camel)、美(měi)洲駝(Llama),提供更高(gāo)抗體多樣性以構建免疫庫,獲得更高(gāo)親和(hé)力VHH序列。


随着研究的不斷深入,納米抗體nanobody Nb優越的特性也(yě)将會(huì)在更多領域展現(xiàn)其應用(yòng)價值,其高(gāo)穩定性或可使其在醫(yī)學和(hé)臨床應用(yòng)中發揮作(zuò)用(yòng),如解決疫苗或抗體藥物研發中存在的療效、安全性、費用(yòng)等一系列問題及抗生素耐藥性的問題,或能(néng)實現(xiàn)多途徑給藥等。我們期待未來(lái)納米抗體nanobody Nb)更多引人注目的研究成果的問世。

參考文(wén)獻:
SUN S, TAN X, PANG XY, LI M, HAO XJ. Recent advances in the application of nanobody technology: a review. Chinese Journal of Biotechnology, 2022, 38(3): 855-867.