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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(yīng)用

發(fā)表時間:2023-10-16 訪問次數(shù):392

納米抗體nanobody, Nb)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、循環(huán)系統(tǒng)疾病、感染性疾病、腫瘤學和炎癥性疾病中均表現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用價值和前景,主要聚焦于腫瘤治療且已經(jīng)取得了顯著成效,納米抗體-藥物偶聯(lián)、CAR-T、光動力療法(PDT)、靶向放射性核素治療等治療方法的不斷研發(fā)改進為患者帶來了新的希望。

2 納米抗體在治療領(lǐng)域的應(yīng)用
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(fā)了一種核心由EGFR靶向納米抗體nanobody, NbPEG (EGa1-PEG) 結(jié)合的納米粒子(NANAP)NANAP中裝載有多激酶抑制劑17864,在溶酶體吸收和消化后,激酶抑制劑在細胞內(nèi)釋放,抑制EGFR陽性的14C鱗狀頭頸癌細胞的生長。Fang等將藥物美登素(DM1) MHC-Ⅱ靶向納米抗體VHH7結(jié)合,通過NIR成像及向健康小鼠和荷瘤小鼠注射VHH7-AF47,解剖后比較熒光信號證實了淋巴瘤在肺、肝、脾、淋巴結(jié)等器官中的存在且肝臟中有轉(zhuǎn)移灶,腫瘤浸潤導(dǎo)致脾腫大,并證實了VHH7對轉(zhuǎn)移灶的靶向性,用A20細胞系作為模型,VHH7-DM1治療組腫瘤明顯小于對照組,小鼠平均存活時間長于對照組,可顯著抑制肝臟病灶轉(zhuǎn)移。CD7分子黏附抗體或抗體衍生物后可快速發(fā)生內(nèi)吞作用Tang等以單價和雙價抗-CD7納米抗體為基礎(chǔ)構(gòu)建了免疫毒素,并將其編碼為PG001PG002,采用WST-8法測定細胞毒活性,兩者分別在納摩爾(PG001) 和皮摩爾(PG002) 濃度下能誘導(dǎo)T-ALL細胞系的高效抗原特異性凋亡,能有效、選擇性地殺傷人白血病細胞,顯著延長治療后小鼠的存活時間。

放射性標記的納米抗體nanobody Nb也有望成為靶向放射性核素治療的靶向藥物。其中α粒放射性核素正在用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2Rs15d納米抗體nanobody, Nb與偶聯(lián)劑2-(4-異硫氰基芐基)-1, 4, 7, 10-四氮雜環(huán)十二烷-1, 4, 7, 10-四乙酸(p-SCN-Bn-DOTA),并用α發(fā)射性核素錒-225標記(α-225Ac),產(chǎn)生225Ac-DOTA-Nb,這種靶向納米抗體nanobody, Nb可以為靶細胞提供高致死性和局部化的放射治療。

納米抗體nanobody Nb可充當光敏劑(photosensitizer, PS) 的載體,用于靶向光動力療法(photodynamic therapy, PDT),通常臨床上使用疏水的光敏劑,不能提供腫瘤特異性。增加腫瘤細胞特異性受體的表達水平可以用于靶向這些細胞,即增加腫瘤對光敏劑的特異性攝取,如過度表達的EGFR等常被用作靶向治療的靶點。采用納米抗體nanobody, NbPDT可將周圍細胞的損害降低,納米抗體-PS共軛物選擇性地結(jié)合到靶標上,并且在照明后能夠在體外誘導(dǎo)選擇性地殺死腫瘤細胞。

用于病毒感染的納米抗體
納米抗體nanobody Nb還是中和抗病毒試劑的豐富來源,可作為治療動、植物病毒感染的理想工具。SARS-冠狀病毒-2 (SARS-CoV-2) 的出現(xiàn)導(dǎo)致了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(jīng)被開發(fā)用于高親和力結(jié)合受體結(jié)合域(RBD),競爭性地抑制RBD與人血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 (ACE2) 的相互作用并中和病毒[65-67],納米抗體nanobody Nb主要依賴于3個可變環(huán),即圖CDR1CDR2、CDR3形成的抗原結(jié)合位點,納米抗體nanobody, Nb相關(guān)技術(shù)的成熟揭示其可作為高效的中和劑,抵御致病性冠狀病毒的侵襲。
普健生物構(gòu)建了千億級納米抗體VHH文庫,淘選了針對新冠NTD domain的納米抗體nanobody Nb,獲得了9VHH序列,并采用哺乳系統(tǒng)進行了9VHH-Fc的重組表達,9VHH-Fc序列的表達量均較高。

NTD domain結(jié)合的9VHH序列
9VHH-Fc純化質(zhì)檢圖(Reduced SDS-PAGE)
9VHH-Fc表達產(chǎn)量

Strokappe等成功構(gòu)建了靶向HIV gp41gp120包膜蛋白的中和性納米抗體,這些新的雙特異性VHH有成為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BBMV在體外的傳播且在蠶豆中表達時能中和BBMV。Orlov等分離出抑制葡萄扇葉病毒(grapevine fanleaf virus, GFLV) 的納米抗體Nb23,在煙草和該病毒的天然宿主葡萄砧木中穩(wěn)定表達并觀察到了對GFLV強烈的特異性抵抗力。

用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,但由于抗生素不合理、過度的使用,導(dǎo)致耐藥菌甚至超級細菌的出現(xiàn),對于嚴重感染的病例,抗生素已經(jīng)無法發(fā)揮其抗菌抑菌的作用。
而納米抗體nanobody, Nb由于特異性強,能精確結(jié)合致病細菌表面抗原,拮抗細菌對宿主細胞的黏附,從而治療由細菌引起的感染性疾病,成為開發(fā)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抗細菌感染,減少致病菌黏附,如通過選擇能夠抑制細菌在上皮細胞粘附的抗表面抗原的VHH,可用于預(yù)防菌源性腹瀉。此外,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與內(nèi)化蛋白B (internalin B, Inl B) c-Met作用位點結(jié)合,能競爭性地抑制李斯特菌入侵赫拉細胞,進一步研究結(jié)果表明其可用于治療和預(yù)防李斯特菌病。

作為解毒劑納米抗體
在許多國家,蛇、蝎子、蜘蛛等的毒液嚴重危害人類健康。研究表明,納米抗體nanobody, Nb具有良好的中和能力,Jinkins等成功分離出對α-眼鏡蛇毒素(α-Cbtx) 具有很高親和力的VHHs (C2C20),它們能夠完全中和α-Cbtx的致死作用。Calderon等開發(fā)了一套針對黃腭蛇毒出血性和肌毒成分的納米抗體nanobody Nb,通過小鼠實驗確定了Nbs H6、H8H9具有最好的蛇毒出血作用中和活性,Nbs M28、M35、M43M67、M85M88可作為較好的肌毒作用抑制劑。Ahmadi等總結(jié)了幾種蝎子毒液治療的抗毒劑,與傳統(tǒng)抗毒劑相比,納米抗體因其具有較高的體外穩(wěn)定性和低的免疫原性,具有發(fā)展為下一代蝎子抗毒血清的潛力,如有研究表明anti-HNc納米抗體nanobody, Nb能夠?qū)Χ拘?/font>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)了出色的毒液中和能力,對致命的蝎子蜇傷也能提供全面保護。因此,未來納米抗體nanobody Nb可作為解毒劑以提供安全有效的治療方法。

普健生物擁有自建養(yǎng)殖基地,每年近百頭成年羊駝用于免疫,穩(wěn)定提供大量的免疫抗原。擁有近千億級別天然庫,最快在2周內(nèi)可完成針對各類靶點的特異性納米抗體快速篩選,抗體親和力可達10-9M 級別,插入正確率100%,序列正確率97%,隨機選取200個克隆測序,均無重復(fù)序列;并且免疫庫源自百余只不同種類的駝類樣本-羊駝(Alpaca )、駱駝(Camel)、美洲駝(Llama),提供更高抗體多樣性以構(gòu)建免疫庫,獲得更高親和力VHH序列。


隨著研究的不斷深入,納米抗體nanobody, Nb優(yōu)越的特性也將會在更多領(lǐng)域展現(xiàn)其應(yīng)用價值,其高穩(wěn)定性或可使其在醫(yī)學和臨床應(yīng)用中發(fā)揮作用,如解決疫苗或抗體藥物研發(fā)中存在的療效、安全性、費用等一系列問題及抗生素耐藥性的問題,或能實現(xiàn)多途徑給藥等。我們期待未來納米抗體nanobody, Nb)更多引人注目的研究成果的問世。

參考文獻:
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.