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小分子大作用 ▏研发新动力,聚焦纳米抗体

发表时间:2023-02-17 访问次数:375

通过单克隆抗体技术制备的传统单抗在长期用于肿瘤或免疫类疾病的治疗中会出现穿透力差、引起机体免疫排斥等缺点。1989年,比利时免疫学家Hamers-Casterman在分离骆驼血清的抗体时偶然发现一种天然缺失轻链的重链抗体(HcAbs)可以很好地解决上述问题。

HcAbs重链抗体与纳米抗体
从结构上看在骆科动物体内发现的重链抗体(HCAbs, Heavy-Chain Antibodies)包含一个重链可变区(VHH)、一个铰链区和两个常规的CH2CH3区域,分子量约为90kDa

HCAbs结构示意图

纳米抗体(NanobodyNb)重链单域抗体VHH(variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody) ,该类抗体只包含一个重链可变区(VHH)和CH2CH3区,相比于其他抗体,轻链天然缺失。纳米抗体晶体直径2.5nm,长4nm,分子量一般在12-15KD是自然存在的可以和抗原结合的最小片段。

 VHH的三维结构示意图

 纳米抗体VHH的类型
纳米抗体特点

纳米抗体VHH的表面大概只有10个氨基酸与人VH的不同,在FR2中存在有四个特异的氨基酸:普通抗体FR2中V37、G44、L45和W47这4个氨基酸残基是在进化中相当保守的疏水性残基,而VHH中,这四个突变为亲水性的氨基酸残基F37、E44、 R45、G47,增加了VHH的水溶性。利用这一特性,可将人源抗体VH的序列进行优化,对FR2中的一些氨基酸进行VHH特征性改造,从而使VH抗体的稳定性和溶解性更好,并且保持原有的特异性和亲和力。

 

性能 传统抗体 纳米抗体
抗体表达 在哺乳表达系统中表达,周期长、成本高 既可在哺乳系统中表达,又可在大肠杆菌表达系统中表达,表达的抗体具有高水溶性、易复性
抗体稳定性 易失活,高温或极度PH下失效或分解 高稳定性,高耐性,90℃处理后依然保持较高的活性
免疫原性 较高 较低
组织穿透力 较低 较高,可穿透血脑屏障
半衰期 较长 较短,血清清除速度快

 

纳米抗体应用

纳米抗体具备传统抗体不具备的小分子质量和强穿透性的优势被认为在疾病诊断治疗、病原检测、药物残留分析、环境监测等领域具有巨大的应用潜力,在基因工程与ADC药物研发、体外诊断技术(胶体金法、酶联免疫吸附法、电化学发光法)、肿瘤免疫学研究等方面也已取得一些新的研究

VHH在细胞内的应用

VHH在诊断方向的应用
 
 VHH在疾病治疗方向的应用
纳米抗体的制备

动物的选择是免疫成功的关键,普健生物使用目标抗原对健康强壮、精神良好、体型适中的羊驼进行四轮免疫后进行效价检测,当血清免疫效价达到预期后,再提取总RNA用于噬菌体文库的构建,利用噬菌体展示技术进行筛选得到高特异性和强亲和力的纳米抗体。

 

噬菌体VHH免疫库构建示意图
案例展示

普健生物构建了千亿级纳米抗体VHH文库,淘选了针对新冠NTD domain的纳米抗体,获得了9VHH序列,并采用哺乳系统进行了9VHH-Fc的重组表达,9VHH-Fc序列的表达量均较高。

NTD domain结合的9VHH序列
9VHH-Fc纯化质检图(Reduced SDS-PAGE)
9VHH-Fc表达产量


服务优势
普健生物具有近千亿级别的天然纳米抗体库,可提供天然纳米抗体快速筛选服务,最快在2-3周内完成针对各类靶蛋白的特异性纳米抗体快速筛选,亲和力达到109M级别。
1.样本丰富:源自百余只不同种类的驼类样本--羊驼(Alpaca)、骆驼(Camel)、美洲驼(Llama),提供更高的抗体多样性。
2.库容量大:总库容近1011cfu,未来将优化到超千亿级别。
3.超高品质:插入正确率100%,序列正确率97%,随机选取200个克隆测序,均无重复序列。
特定靶点的纳米抗体定制服务
普健生物可以提供针对特定靶点的特异性纳米抗体定制服务,包括抗原检测,羊驼免疫,采血,效价检测,纳米抗体噬菌体库构建及淘选,特异性高亲和力纳米抗体筛选,表达,检测一条龙服务。亲和力可以达到108~1010M级别。