基于納米抗體研發(fā)的上市藥物盤點(diǎn)

1. 什么是納米抗體

 

納米抗體，也稱為基于單結(jié)構(gòu)域的 VHH，是源自駱駝科中發(fā)現(xiàn)的僅重鏈 IgG 抗體的抗體片段。納米抗體具有傳統(tǒng)單克隆抗體所缺乏的優(yōu)勢，多年來，一直受到研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，尤其是在疾病的診斷和治療方面。促使世界上第一個(gè)基于納米抗體的藥物 (Caplacizumab) 在 2018 年獲得批準(zhǔn)，隨后不久其他藥物也獲得批準(zhǔn)。

 

2. 納米抗體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

 

駱駝 HCAb 由一個(gè)結(jié)晶片段 ( Fc ) 區(qū)域組成，與常規(guī)抗體的片段同源，直接連接到由單個(gè) VHH 結(jié)構(gòu)域組成的片段抗原結(jié)合 (Fab) 區(qū)域。與 150 kDa 的常規(guī) IgG相比，缺少 CH1 結(jié)構(gòu)域和輕鏈會(huì)導(dǎo)致 90 kDa 的分子量降低。HCAb 的 VHH 片段大小約為 2.5 × 4.0 nm，分子量為 15 kDa，可以克隆和重組表達(dá)為能夠結(jié)合抗原庫的單體Nb。

 

 

圖1： 傳統(tǒng) m(IgG)Ab、HCAb 和 VHH (Nb) 的結(jié)構(gòu)示意圖及特征描述

 

3. 納米抗體的優(yōu)缺點(diǎn)

 

3.1 納米抗體的優(yōu)點(diǎn)

（1）在高溫和pH下的穩(wěn)定性；

（2）VHH可以識(shí)別通常不被常規(guī)抗體識(shí)別的抗原位點(diǎn)；

（3）它們的小分子片段有助于快速組織滲透和標(biāo)記應(yīng)用，包括跨越血腦屏障；

（4）用于大規(guī)模生產(chǎn)節(jié)約成本的替代品。

3.2 納米抗體的缺點(diǎn)

納米抗體（VHH抗體）由于分子量較小，約為15kDa，相當(dāng)于傳統(tǒng)IgG抗體重鏈或輕鏈的可變區(qū)，因此針對VHH抗體的二抗不具有普遍適用性，需要將VHH融合Fc片段進(jìn)行共表達(dá)進(jìn)行解決二抗識(shí)別問題（泰克生物提供多種抗羊駝二抗，可用于免疫血清效價(jià)檢測）

 

4. 泰克生物能夠?yàn)榭蛻籼峁└哔|(zhì)量的駝源納米抗體開發(fā)服務(wù)

 

泰克生物可以提供多種駝源納米抗體開發(fā)服務(wù)，包括羊駝、大羊駝、駱駝、美洲駝等，基于噬菌體展示技術(shù)平臺(tái)，泰克生物可以提供包括抗原設(shè)計(jì)、羊駝免疫、文庫構(gòu)建與篩選、活性功能驗(yàn)證等主要實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，并為科學(xué)家提供高特異性和高親和力的羊駝VHH抗體。

 

5. 納米抗體的制備

 

相比較傳統(tǒng)的單克隆抗體，納米抗體的制備具有很大優(yōu)勢。可以概括為免疫羊駝獲得抗體基因和噬菌體展示來獲得目的抗體序列。主要分為羊駝免疫，噬菌體文庫構(gòu)建，篩選抗體庫、抗體表達(dá)與功能驗(yàn)證四個(gè)步驟。

5.1羊駝免疫

挑選適齡羊駝→準(zhǔn)備抗原→免疫羊駝→采血測定效價(jià)→PBMC細(xì)胞分離

5.2 噬菌體文庫構(gòu)建

RNA提取→cDNA反轉(zhuǎn)錄合成→PCR擴(kuò)增→連接載體并電轉(zhuǎn)化→細(xì)菌文庫/噬菌體文庫建立

5.3抗體庫篩選

常規(guī)使用的篩選方法是固相篩選，磁珠和細(xì)胞篩選，泰克生物可以根據(jù)客戶需求提供定制化的篩選體系。

5.4抗體表達(dá)與功能驗(yàn)證

構(gòu)建哺乳表達(dá)載體進(jìn)行表達(dá)→過鎳柱純化→親和力測定

 

圖2：Fc-VHH納米抗體表達(dá)結(jié)果圖片

 

6. 納米抗體在腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用

6.1抗癌納米抗體

Nbs 由于出色的腫瘤穿透能力、識(shí)別獨(dú)特抗原的能力以及其他優(yōu)勢使其成為癌癥治療領(lǐng)域有前途的候選者。Nb 癌癥治療的一種途徑是開發(fā)表達(dá)對腫瘤抗原具有特異性的 Nb 嵌合抗原受體 (CAR) T 細(xì)胞。從患者體內(nèi)提取 T 細(xì)胞并進(jìn)行基因改造以表達(dá)腫瘤抗原特異性 Nb，然后再重新注入患者體內(nèi)，從而使 T 細(xì)胞通過釋放細(xì)胞毒性分子、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等機(jī)制結(jié)合和中和腫瘤細(xì)胞。2018 年，靶向癌癥生物標(biāo)志物 B 細(xì)胞成熟抗原治療復(fù)發(fā)性骨髓瘤的 Nb CAR T 細(xì)胞候選藥物， 1 期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示出令人滿意的結(jié)果。它成功完成了 1 期臨床試驗(yàn)，并進(jìn)行了進(jìn)一步的 2 期試驗(yàn)。首次給藥4年后進(jìn)行的一項(xiàng)后續(xù)研究也表明，改良 T 細(xì)胞具有良好的長期安全性和耐久性�；�于 1 期和 2 期臨床試驗(yàn)的成功，這款 Nb CAR-T 候選細(xì)胞更名為 Ciltacabtagene autoleucel，于 2022 年 2 月被 FDA 批準(zhǔn)用于治療多發(fā)性骨髓瘤。還開展了許多其他概念驗(yàn)證研究，以開發(fā)靶向其他癌癥生物標(biāo)志物（如 CD20、EGFR 和 HER2）的表達(dá) Nb 的 CAR T細(xì)胞。

6.2抗自身免疫性疾病的納米抗體

第一個(gè)獲得 EMA 和 FDA 批準(zhǔn)的 28-kDa 納米抗體是二價(jià)納米抗體 Caplacizumab ，用于治療血栓性血小板減少性紫癜 (TTP)，標(biāo)志著Nb 治療領(lǐng)域取得了里程碑式的成功。不久之后，在 2019 年，Caplacizumab 也被美國 FDA 批準(zhǔn)用于消費(fèi)者處方。另一種進(jìn)入商業(yè)市場的是 Ozoralizumab，由 Taisho Pharmaceuticals 在 Ablynx 許可下開發(fā)。 截至 2022 年 9 月，靶向腫瘤壞死因子-α 的 Ozoralizumab 在日本獲準(zhǔn)用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。Vobarilizumab 是另一種很有前途的 Nb 藥物，用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及系統(tǒng)性紅斑狼瘡，靶向白細(xì)胞介素 6 受體。這種療法目前正在進(jìn)行 2 期臨床試驗(yàn)。

其他用于治療各種自身免疫性疾病的 Nb 目前正處于臨床試驗(yàn)的各個(gè)階段。這些治療包括 (1) Sonelokimab 針對白細(xì)胞介素 17A/F 治療銀屑病，(2) Gefurulimab  針對針對乙酰膽堿受體自身抗體，治療全身性重癥肌無力，(3) Nb M6495 靶向具有血小板反應(yīng)蛋白的解聯(lián)素和金屬蛋白酶，用于治療骨關(guān)節(jié)炎 (4) Nb V565抗腫瘤壞死因子用于克羅恩氏病。

 

 

圖3：納米抗體藥物研究現(xiàn)狀

6.3 抗傳染病的納米抗體

與腫瘤學(xué)和自身免疫性疾病的廣泛 Nb 候選藥物相反，幾乎沒有針對病毒、細(xì)菌和寄生蟲引起的傳染病的治療候選藥物。然而，有一些 Nb 治療傳染病的報(bào)道，例如針對輪狀病毒治療腹瀉的 VHH 批號(hào) 203027 和治療呼吸道合胞病毒下呼吸道感染的 ALX-0171。不幸的是，自2013 年以來沒有發(fā)布關(guān)于前者的更新，而后者未能在 2b 期試驗(yàn)中產(chǎn)生顯著結(jié)果。最近報(bào)道了一種用于治療空腸彎曲桿菌感染的治療性 Nb 候選藥物 LMN-101，目前正在進(jìn)行 2 期試驗(yàn)。缺乏治療性 Nbs 并不意味著 Nbs 不適合開發(fā)治療病毒、細(xì)菌或寄生蟲的療法，而是表明該領(lǐng)域仍處于起步階段。

自從三十多年前偶然發(fā)現(xiàn)納米抗體以來，Nbs 領(lǐng)域研究成果呈指數(shù)級增長。Nbs 相對于傳統(tǒng) mAb 和傳統(tǒng) mAb 片段的眾多優(yōu)勢推動(dòng)了研究的向前發(fā)展，Nbs 在各種形式的診斷工具方面取得了很大的成功，例如 LFIA、診斷 ELISA、生物傳感器和體內(nèi)診斷成像，不僅用于疾病檢測，還用于檢測食源性病原體或環(huán)境毒素。因此，可以肯定的是，Nbs 將在未來幾年的下一代診斷工具和療法的開發(fā)中發(fā)揮重要作用。