1993年,Hamers-Casterman等首次報(bào)道(dào)了(le)駱駝血清中存在一種天然的、缺失輕鏈的重鏈抗體(heavy chain antibodies, HcAbs),該抗體隻包含重鏈可變區(qū)(variable domain of heavy chain,VHH)及常規的重鏈恒定區(qū)2(constant region of heavy chain 2,CH2)與CH3區(qū)。VHH相對(duì)分子質量約爲15000,其晶體爲直徑約2.5 nm、長4 nm的圓柱體,因此也(yě)被稱爲納米抗體(Nanobody,Nb)。随後,通過基因編輯或人工(gōng)合成的人源化納米抗體(Nanobody,Nb)也(yě)得到(dào)廣泛研究和(hé)應用(yòng)。
納米抗體(Nanobody,Nb)是最小(xiǎo)的功能(néng)性抗原結合片段,相較于經典抗體具有其獨特的優勢。盡管發現(xiàn)時(shí)間尚短,但(dàn)是近年來(lái)關于納米抗體(Nanobody,Nb)功能(néng)的研究快(kuài)速增長,從(cóng)最初每年數篇報(bào)導到(dào)2020年的600多篇報(bào)導也(yě)證實了(le)納米抗體(Nanobody,Nb)的重要性和(hé)廣闊前景。近年來(lái),研究者們發現(xiàn)納米抗體(Nanobody,Nb)在腫瘤防治、疾病檢測等多個領域具有獨特優勢。特别地,納米抗體(Nanobody,Nb)也(yě)被發現(xiàn)在HIV感染的檢測、預防和(hé)治療等方面具有獨特的優勢和(hé)應用(yòng)前景。
HIV主要感染CD4+ T細胞與單核-巨噬細胞,還能(néng)将自(zì)身基因組通過反轉錄整合到(dào)宿主基因組。潛伏感染的病毒及基因高(gāo)度變異的病毒可逃脫宿主免疫,在病毒長期慢性感染過程中,部分患者體内變異的病毒抗原持續刺激宿主而逐漸産生廣譜中和(hé)抗體,這(zhè)些(xiē)個體中病毒滴度可得到(dào)良好(hǎo)控制,從(cóng)而顯著延長感染者的存活期。
HIV表面約有10個由gp160組成的三聚體蛋白(bái),在各類病毒中屬于較少的,從(cóng)而增加了(le)抗體的識别難度。在HIV感染方面,納米抗體有望成爲一種新型的治療策略。首先,納米抗體可以用(yòng)于靶向治療。HIV感染過程中,病毒顆粒進入細胞後,會(huì)合成新的病毒顆粒,并将其釋放(fàng)出來(lái),繼續感染其他(tā)細胞。納米抗體可以通過與病毒顆粒結合,阻止其進入細胞,從(cóng)而抑制病毒的複制。此外(wài),納米抗體還可以通過與CD4受體結合,阻止病毒與細胞結合,從(cóng)而阻斷病毒的傳播途徑。其次,納米抗體還可以用(yòng)于診斷和(hé)監測。通過檢測納米抗體的濃度和(hé)親和(hé)力,可以判斷HIV感染的病情和(hé)治療效果。此外(wài),納米抗體還可以用(yòng)于病毒分型和(hé)耐藥性分析,爲臨床治療提供更加準确的信息。
在臨床方面,來(lái)自(zì)中國的科學家通過研究開(kāi)發了(le)類病毒樣富勒醇納米顆粒作(zuò)爲HIV疫苗的佐劑,這(zhè)對(duì)于艾滋病疫苗的研發具有重要的實際意義。2016年10月,來(lái)自(zì)英國利物浦大(dà)學的研究人員進行了(le)一項新研究,他(tā)們希望通過納米技術改善對(duì)HIV病人的藥物治療。2017年在美(měi)國西雅圖市舉辦的逆轉錄病毒與機會(huì)感染會(huì)議(yì)上(shàng),英國利物浦大(dà)學的研究人員宣布了(le)他(tā)們的最新研究成果,他(tā)們通過研究,利用(yòng)納米技術有效改善了(le)用(yòng)于治療HIV感染者的藥物療法,而且在臨床試驗中研究者也(yě)取得了(le)較好(hǎo)的結果。不僅如此,來(lái)自(zì)加拿大(dà)的研究人員也(yě)通過研究設計(jì)并合成出一種納米尺度的DNA機器,該機器的定制修改特性可支持識别特定的目标抗體,這(zhè)一研究成果将給目前緩慢、繁瑣且昂貴的抗體檢測過程帶來(lái)革命性變化,有助于診斷風(fēng)濕性關節炎、HIV等感染和(hé)其他(tā)自(zì)身免疫性疾病,從(cóng)而減少疾病治療延誤,降低(dī)治療開(kāi)支。
未來(lái),随着科學家們對(duì)納米抗體的不斷應用(yòng)和(hé)深入研究,基于納米技術開(kāi)發更多對(duì)疾病進行診療的新型工(gōng)具或技術也(yě)将更加廣泛而深入,從(cóng)而更多地造福于人類健康。