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納米抗體作(zuò)爲診斷工(gōng)具的臨床應用(yòng)—— 用(yòng)于疾病診斷

發表時(shí)間:2023-10-19 訪問次數:211

準确的疾病診斷是指導臨床治療的關鍵步驟,納米抗體成像技術及疾病診斷研究需要較高(gāo)的準确度和(hé)靈敏度,不斷地應用(yòng)創新使得納米抗體(nanobody, Nb)成爲疾病診斷的理(lǐ)想選擇。

VH、VHH結構示意圖

納米抗體(nanobody, Nb)抗原結合區(qū)由單個域組成,分子量小(xiǎo),組織滲透性高(gāo),可快(kuài)速、均勻擴散,利于其穿透緻密組織發揮作(zuò)用(yòng),爲各類疾病提供新的治療方法。納米抗體(nanobody, Nb)的VHH域與傳統抗體的重鏈可變區(qū)(variable region of the heavy chain of conventional antibodies, VH) 域有較高(gāo)的同源性,同人源抗體VH相比,VHH有較長的互補決定區(qū)(complementarity determining region 1, CDR1) 和(hé)CDR3區(qū),伸長的CDR3環爲納米抗體的多種研究提供了(le)可能(néng),且與傳統抗體的VH結構域相比,納米抗體(nanobody, Nb)的框架區(qū)(framework region, FR) 内維持VH/VL相互作(zuò)用(yòng)的疏水(shuǐ)氨基酸突變爲親水(shuǐ)氨基酸,提高(gāo)了(le)溶解性和(hé)穩定性,因此通過設計(jì)可實現(xiàn)人源化改造;納米抗體(nanobody, Nb)在惡劣環境如極端溫度和(hé)pH條件下(xià)表現(xiàn)出優異的耐受性,更易于儲存和(hé)運輸;納米抗體(nanobody, Nb)目前已經容易大(dà)規模、低(dī)成本地在多種系統中表達,具備易篩選和(hé)純化、相對(duì)較低(dī)的生産成本等優點,在大(dà)腸杆菌和(hé)酵母或哺乳動物細胞中目前已可高(gāo)水(shuǐ)平表達。目前除了(le)單價納米抗體,人們緻力于雙價VHH、雙特異性VHH、多價VHH以及融合VHH的研究,來(lái)增強其對(duì)目标的特異性以及功能(néng)性等特性,即有利于藥物發揮其高(gāo)效作(zuò)用(yòng)。

基于納米抗體(nanobody, Nb)以上(shàng)優勢,可用(yòng)放(fàng)射性核素、熒光探針、酶示蹤劑、生物素或不同的藥物等分子進行納米抗體(nanobody, Nb)标記,與分子成像技術相結合從(cóng)而優化成像系統,因此納米抗體(nanobody, Nb)作(zuò)爲良好(hǎo)的示蹤劑,成爲了(le)體外(wài)和(hé)體内成像的理(lǐ)想選擇。

 

正電子發射斷層掃描(positron emission computed tomography, PET) 和(hé)單光子發射計(jì)算(suàn)機化斷層顯像(single-photon emission computed tomography, SPECT)[49-50]中,可分别用(yòng)正電子發射核素(如18F、68Ga或89Zr) 和(hé)γ-發射核素(如99mTc等) 标記納米抗體(nanobody, Nb)進行成像;在超聲成像中,可使用(yòng)納米抗體(nanobody, Nb)提高(gāo)造影劑(如微泡和(hé)納米泡) 的穿透力強及信号,主要用(yòng)于可視(shì)化血管系統;特别是在腫瘤診斷領域應用(yòng)廣泛,檢測癌細胞本身、生物标志物、可視(shì)化與癌細胞周圍環境密切相關的成分成爲診斷和(hé)監測的有效策略。

 

有研究表明(míng)在原位臨床前模型中,抗HER2的納米抗體(nanobody, Nb) 2Rs15d成功地檢測到(dào)HER2陽性的腦(nǎo)病變,除此之外(wài),表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)、前列腺特異性膜抗原(prostate specific membrane antigen, PSMA)、CD20和(hé)CD38等也(yě)被作(zuò)爲癌細胞成像的目标抗原展開(kāi)研究;巨噬細胞被認爲是許多免疫療法失敗的元兇,巨噬細胞甘露糖受體蛋白(bái)(MMR, CD206) 在促腫瘤的巨噬細胞上(shàng)高(gāo)度表達,99mTc标記的抗MMR Nbs可用(yòng)于SPECT/CT對(duì)小(xiǎo)鼠乳腺癌和(hé)肺腺癌的可視(shì)化;抗血管細胞粘附分子-1 (vasculature cell adhesion molecule-1, VCAM-1) 的納米抗體(nanobody, Nb)已被用(yòng)于标記微泡,并應用(yòng)于腫瘤血管的可視(shì)化超聲成像,對(duì)小(xiǎo)鼠注射10 min後腫瘤内可見超聲造影信号持續,且信号明(míng)顯高(gāo)于對(duì)照。

此外(wài),還用(yòng)于炎症性疾病及中樞神經系統等疾病的成像,爲了(le)以高(gāo)靈敏度監測動脈粥樣硬化病變,Bridoux等使用(yòng)了(le)一種基于納米抗體(nanobody, Nb)的示蹤劑(cAbVCAM1-5) 靶向血管細胞粘附分子-1 (VCAM-1),将RESCA螯合劑偶聯到(dào)cAbVCAM1-5 Nb上(shàng),并用(yòng)[18F]AlF進行标記,通過PET/CT可視(shì)化載脂蛋白(bái)e基因缺陷小(xiǎo)鼠動脈粥樣硬化斑塊。對(duì)于光學成像,納米抗體(nanobody, Nb)被熒光染料标記,并通過非侵入性的體内成像方式、體内顯微鏡和(hé)體外(wài)流式細胞儀進行檢測。

 

在結直腸癌(colorectal cancer, CRC) 早期初篩以及輔助診斷方面,納米抗體(nanobody, Nb)作(zuò)爲親和(hé)試劑來(lái)開(kāi)發糞便免疫化學檢測(fecal immunochemical tests, FITs) 用(yòng)于檢測人類糞便樣品中的血紅(hóng)蛋白(bái)(hHg) 顯示出優異的再現(xiàn)性和(hé)精确度,可作(zuò)爲早期結直腸癌的大(dà)規模群體篩查工(gōng)具,這(zhè)克服了(le)結腸鏡檢查前的飲食限制及檢查時(shí)的侵入性,提高(gāo)了(le)患者的可接受度。

 

納米抗體(nanobody, Nb)應用(yòng)于疾病診斷的技術有助于我們探究疾病的發生過程及了(le)解發病機制,在早期捕獲較高(gāo)的病變信号,進行無損傷實時(shí)成像,方便疾病的預後觀察,在内窺鏡檢查過程中或在熒光引導的手術背景下(xià)用(yòng)于可視(shì)化表面病變。

 

納米抗體主要通過免疫羊駝由羊駝體内自(zì)身的抗體成熟階段來(lái)得到(dào)抗體基因,然後通過噬菌體展示篩選技術來(lái)從(cóng)羊駝抗體庫中篩選得到(dào)最适合的抗體序列。

 

我們擁有自(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。)