纳米抗体技术学习（下）

纳米抗体药物的几种结构形式 

纳米抗体药物在部分疾病领域的应用优势 

神经退行性疾病主要是由细胞内蛋白质的异常展开或聚集引起的（例如，帕金森氏症，阿尔茨海默氏症和亨廷顿氏症)。因此，考虑到纳米抗体能够穿过血脑屏障，一旦进入细胞，就可以改变蛋白质折叠和/或相互作用，起到治疗疾病的药效学作用。对于这类疾病临床可用的特效药物较少，纳米抗体药物被认为是一种很有前景的治疗选择。 纳米抗体在肿瘤疾病领域中的显著优势在于其特异性强、良好的组织穿透性和快速清除的特点。这些特点允许药物穿透肿瘤组织，同时避免带来对健康细胞的损害。另一方面，纳米抗体缺少Fc结构域可能会影响临床的治疗效果，但这一结构特性可以把ADCC、CDC等毒副作用降到最低。为了解决这一问题，也可以通过纳米抗体跟Fc结构域嵌合，甚至用含有致癌药物的纳米粒子修饰纳米抗体来增强治疗效果。另外，由于纳米抗体对血脑屏障的穿透能力，在脑癌治疗领域极具优势。 纳米抗体在感染性疾病领域也有很广阔的应用前景。为了对抗病毒，纳米抗体可以在病毒复制周期的不同阶段发挥作用，包括病毒细胞附着、病毒进入和病毒脱壳。对于细菌来讲，纳米抗体是一个非常有吸引力的选择，因为抗生素耐药性的出现、目前可用治疗的费用高和缺乏新的抗生素开发。纳米抗体可以对抗细菌表面蛋白升高，可以结合细菌的运动机制，可以抑制VI型分泌系统，防止毒素分泌等策略。另外对于呼吸系统的感染性疾病，由于纳米抗体可以被制成喷雾剂，因此跟传统抗体相比纳米抗体的优势非常显著。 纳米抗体由于其分子量小，容易形成多聚体和产品经济等特点，在自身免疫疾病领域也被广泛的被研究。自身免疫性疾病为一类持续性、系统性的炎症反应，疾病的发生跟许多炎症因子相关，例如TNF-a，目前临床用于治疗类风湿关节炎的阿达木单抗为TNF-a的抑制剂。TNF发挥作用通过两个受体TNFR1和TNFR2，其中只有TNFR1跟类风湿的发生相关，因此如果将TNF受体全部抑制住也会带来很多副反应。通过设计多价纳米抗体，可以将抗TNF和TNFR1的纳米抗体耦连在一起，药物能选择性的阻断结合到TNFR1上的TNF，即切断了类风湿的发病信号，又不会因非特异性的阻断带来严重的副反应。另外，阿达木单抗的价格比较昂贵，利用纳米单抗药物可以大大减轻患者的经济负担，这也是纳米药物的优势之一。 纳米抗体还可用于代谢系统疾病、消化系统疾病、食物中毒检测与治疗等其他领域，在这些领域的研究目前都处在比较基础的阶段。

纳米抗体技术在医疗领域的应用场景

1、临床影像医学 放射免疫显像是指将放射性核素通过一定方法标记到抗体上，利用抗体与抗原的免疫结合，特异定位到表达特定抗原的病灶组织上，并通过检测抗体上核素发出的射线进行肿瘤特异性显像。相同的，靶向超声造影是指将特异性抗体或配体连接到超声造影剂表面，使其能主动地与病变组织上相应的抗原或受体靶向结合，并通过超声造影技术显示靶灶部位分子水平病理变化，从而产生特异性的分子显像。在上述的两种技术中，标记了核素的抗体被称为显影剂。为了在体内快速而准确地检测疾病发生位置，理想的显影剂应具备良好的组织渗透性，高抗原亲和力，非特异性噪声背景低，未结合靶抗原的抗体能迅速清除，将放射损伤程度降到最低。因此纳米抗体由于其与靶点结合的高亲合力、高特异性和优良的组织穿透能力，使其具有被用作放射免疫显像或靶向超声造影的巨大潜力，其较短的半衰期也使纳米抗体构成的造影剂能够在体内被迅速清除。 2、检验科临床诊断抗体基于特定疾病相关的蛋白质的检测，大部分需要抗体的使用。但是，在特定情况下抗体可能会失去稳定性和特异性。考虑到纳米抗体一旦固定在固相载体中，具有长时间的稳定性，因此可以作为一种很好的替代品。用于检测低分子量化合物(<1000Da)的抗体需要对温度或有机溶剂等重要外源试剂的稳定性，而纳米抗体对这些外源试剂具有很高的耐受性，因此在可以应用在该领域。在食品安全方面，纳米抗体已被用于真菌毒素的测定，并成功地应用于农作物中这些化合物的检测。它们体积小、适合生物工程、溶解度高、化学稳定性好，克服了基质干扰，提高了常规抗体的分析能力。考虑到其优异的性能，特异性纳米抗体对小分子的潜在诊断应用仍有待开发。 3、应用于CAR-T（chimeric antigen receptor）技术CAR-T细胞疗法是通过基因工程的方法在T细胞表面编辑出识别特定细胞表面抗原的受体，从而能够介导T细胞对特定细胞进行杀伤。 如果能够同时在一个T细胞上编辑识别不同抗原的受体就可以更精确的识别肿瘤细胞，防止脱靶效应的出现。常规的CAR-T技术中人工编辑的受体是抗体的scFvs结构，但是由于scFv的结构特点，同时编辑多个scFvs会出现错配组装，导致表达失败。纳米抗体是单域抗体，结构简单没有轻链的可变区，如果在CAR-T细胞中表达VHH结构域来代替scFv就可以避免这样的问题出现，可以同时表达多只抓取肿瘤细胞的“手”。因此很多研究机构和商业公司开发出了基于纳米抗体结构的CAR-T细胞治疗技术。 

 纳米抗体药物开发的领军者——Ablynx公司 

Ablynx创立于2001年7月4日，前称MatchX NV，于2002年6月12日改为现用名，总部位于比利时Ghent/Zwijnaarde，全职雇员450人（2019年），是一家致力于纳米抗体药物开发的生物制药公司。Ablynx专有的纳米抗体平台可以用于广泛的未满足的医疗需求的治疗适应症。该公司在纳米抗体领域待授权和已授权的专利有500项，构建了强大的技术壁垒，另外公司还持有Ablynx®，Nanobody® 和Nanoclone®三个商标。2018年公司被赛诺菲收购，并计划在未来一段时间内每年都推进2~4个纳米抗体的临床应用。 

2001年7月4日，MatchX NV成立；2011年11月，MatchX NV从Vlaams InstituutvoorBiotechnologie (VIB) 和 Free University of Brussels(VUB)分拆，种子资金200万欧元来自Gimv；2002年6月12日，MatchX更名为Ablynx；2008年，德国默克与Ablynx达成一项协议，双方将共同研究和开发靶向治疗肿瘤和免疫疾病的纳米抗体。2015年7月，默克公司和Ablynx将其18个月的免疫肿瘤学合作延长了四年，为Ablynx创造了潜在的44亿美元收益； 2015年，诺和诺德宣布将与Ablynx合作，利用其纳米抗体技术开发至少一种新的候选药物，为Ablynx创造潜在的4亿美元收益； 2018年1月，赛诺菲和Ablynx签署一项最终协议，以每股45欧元、总价39亿欧元（48亿美元）成功收购Ablynx；2018年9月EMA批准公司开发的全球第一款纳米药物Cablivi®上市；2019年2月FDA批准纳米药物Cablivi®在美国上市。 

第一款纳米抗体药物Cablivi ®（Caplacizumab）简介

获得性血栓性血小板减少性紫癜（aTTP），是一种较为罕见的自身免疫性凝血障碍疾病。患者因为产生ADAMTS13蛋白酶的自身抑制抗体而导致这种酶缺乏，进而导致vWF因子聚合，造成微循环系统损伤。aTTP是一种超级罕见血液疾病，欧美日本主要市场有7500病人。之前的标准疗法为每日进行血浆置换和使用免疫抑制疗法，血浆置换的治疗成本非常高且患者依从性较差，免疫抑制疗法的副作用较大，有很大的概率加重aTTP的病情。即便能够接受标准疗法的治疗，aTTP的发病仍然与高达20%的死亡率相关，且大多数死亡出现在患者确诊后的30天内。

Cablivi®是一种通过大肠杆菌表达体系生产的人源化的、纳米抗体药物，共有259个氨基酸，分子量为27.8kDa。两个相同的抗vWF蛋白的纳米抗体单位通过丙氨酸连接成二聚体，进入体内后可以阻断vWF因子的聚合从而缓解症状。Cablivi®是Ablynx公司进展最快的产品，为公司的全资研发产品。该项目最初立项的策略考虑到aTTP为致命的罕见病，且现有治疗方案有非常严重的缺陷，因此，Cablivi产品一方面有比较大的临床需求，另一方作为罕见病药物，会有一定的政策性优势，从获批临床到产品上市历时十年时间。继2018年9月获得EMA批准之后，2019年2月，FDA批准了Cablivi®联合血浆置换和免疫抑制治疗aTTP。Cablivi®是FDA批准的首个专门用于治疗aTTP的疗法，预计销售高峰期该药物将会为赛诺菲每年带来5~6.5亿美元的收入。