與傳統抗體(Abs)的VH結構域相比,納米抗體(Nbs)具有很(hěn)高(gāo)的結構相似性。更具體地說,如圖所示,納米抗體(Nbs)由位于Nb尖端的3個高(gāo)度可變的環(互補決定區(qū),CDR1/2/3)和(hé)4個保守序列區(qū)(框架區(qū),FR1/2/3/4)組成。這(zhè)3個CDR環形成Nb的抗原結合位點,稱爲paratope,其中CDR3貢獻了(le)大(dà)部分抗原結合特異性,而CDR1和(hé)CDR2負責增強結合強度。
納米抗體(Nbs)的一個顯著特征是CDR3環比傳統抗體更長,如圖所示。大(dà)多數納米抗體(Nbs)的指狀CDR3結構包含約18個氨基酸,而抗體(Abs)的CDR3環僅包含12或14個氨基酸。與傳統抗體的CDR3環相比,擴大(dà)的CDR3區(qū)域有可能(néng)在Nb和(hé)同源抗原之間提供更多的相互作(zuò)用(yòng),從(cóng)而部分平衡缺失的VL結構域突出CDR3上(shàng)使納米抗體(Nbs)非常适合識别傳統抗體無法識别的獨特表位并與之相互作(zuò)用(yòng)。手指狀的CDR3和(hé)延長的形狀共同擴大(dà)了(le)Nbs的潛在靶标。
納米抗體(Nbs)的另一個值得注意的特點是與傳統抗體(Abs)相比,納米抗體(Nbs)的體積顯著縮小(xiǎo)。這(zhè)種小(xiǎo)尺寸使納米抗體(Nbs)能(néng)夠從(cóng)靜脈快(kuài)速外(wài)滲,快(kuài)速擴散到(dào)全身,并深入到(dào)腫瘤組織中,使其适合于分子成像和(hé)實體瘤治療。雖然納米抗體(Nbs)小(xiǎo)通常被認爲是一個優勢,特别是在無創成像中,但(dàn)公平地說,它也(yě)可能(néng)是一個局限性。
由于納米抗體(Nbs)的分子量低(dī)于腎小(xiǎo)球濾過的阈值(50 ~ 60 kDa),一個潛在的問題是腎髒從(cóng)血流中快(kuài)速清除納米抗體(Nbs)。因此,隻有一小(xiǎo)部分注射的納米抗體(Nbs)在病變部位累積。頻繁給藥對(duì)于獲得最佳療效至關重要。爲了(le)解決這(zhè)一局限性,人們做出了(le)大(dà)量努力來(lái)延長納米抗體(Nbs)的半衰期。已有研究表明(míng),白(bái)蛋白(bái)可作(zuò)爲延長藥物半衰期的通用(yòng)平台,基于白(bái)蛋白(bái)的策略也(yě)被應用(yòng)于納米抗體(Nbs)技術。2011年發表了(le)一項研究,該研究開(kāi)發了(le)一種雙特異性三價納米抗體(Nbs),包括一種靶向EGFR的二價納米抗體(Nb)和(hé)一種靶向白(bái)蛋白(bái)的納米抗體(Nb)組成 。白(bái)蛋白(bái)參與三價Nb,導緻小(xiǎo)鼠的半衰期延長了(le)2-3天。
納米抗體(Nbs)的另一個特點是其極其穩健。結果表明(míng),傳統抗體FR2區(qū)域的4個疏水(shuǐ)氨基酸被納米抗體(Nbs)中的4個親水(shuǐ)氨基酸取代。在傳統的抗體中,這(zhè)些(xiē)位于VH結構域表面的疏水(shuǐ)氨基酸被認爲是VL結構域的結合表面。納米抗體(Nbs)中疏水(shuǐ)氨基酸被親水(shuǐ)氨基酸取代被認爲是納米抗體(Nbs)溶解度和(hé)穩定性提高(gāo)的主要原因。由于納米抗體(Nbs)具有親水(shuǐ)性、缺乏翻譯後修飾、較少的二硫鍵和(hé)單體結構,因此可以使用(yòng)大(dà)腸杆菌表達系統(e.c oli)和(hé)酵母表達系統(S. cerevisiae)等低(dī)成本生産系統高(gāo)産出納米抗體(Nbs)。與之形成鮮明(míng)對(duì)比的是,單鏈抗體(scFV)由于其穩定性和(hé)溶解度下(xià)降,産量往往較低(dī)。
根據已發表的序列信息,VHH與人類3型VH結構域具有高(gāo)度的序列同源性高(gāo)序列一緻性是納米抗體(Nbs)低(dī)免疫原性的主要原因。研究納米抗體(Nbs)靶向表達溶菌酶的轉基因腫瘤能(néng)力的一項研究也(yě)支持這(zhè)一觀點。Ablynx進行的Ⅰ期臨床試驗也(yě)證明(míng)了(le)納米抗體(Nbs)固有的低(dī)免疫原性。納米抗體(Nbs)的低(dī)免疫原性使其适合長期和(hé)重複給藥。此外(wài),納米抗體(Nbs)人源化策略已經開(kāi)發出來(lái),目前在臨床試驗之前已成爲常規策略,進一步減輕了(le)不必要的免疫應答(dá)。然而,應該注意的是,在抗體人源化之後,額外(wài)的工(gōng)程可能(néng)是必要的,以恢複納米抗體(Nbs)對(duì)其目标的足夠的作(zuò)用(yòng)能(néng)力。