纳米抗体的应用

纳米抗体自被发现以来，已经被广泛用于生物药研发、临床体外诊断、肿瘤学及免疫学研究等众多医学领域。纳米抗体不仅有体内成像的潜在作用，其在作为治疗肺部疾病、全身性红斑狼疮等方面的生物药物研发上也有很大的发展。

肿瘤诊断及定义癌症生物标志物

纳米抗体可以在肿瘤组织中有效渗透，可作为很好的示踪剂，通过检测或定义生物标志物来辅助癌症的早期诊断和预防。相较其他基于单克隆抗体的诊断技术，纳米抗体在极端温度、pH值或离子强度下的高稳定性，确保了其在恶劣条件下的应用。此外，纳米抗体的检测灵敏度更高，检测结果更精确。

产生针对（未知）癌症生物标志物的纳米抗体的一个巧妙而快速的策略是通过对病人样本进行免疫接种，通过这种方法研究人员识别了一种新的乳腺癌特异性生物标志物——细胞角蛋白19（CYFRA21-1）。同样，基于纳米体的反向蛋白质组学技术被用于多形性胶质母细胞瘤（GBM）的诊断与治疗。通过对纳米抗体-抗原的结合对进行质谱分析，可以发现新的GBM生物标志物TRIM28和β-肌动蛋白。

介导药物运送及肿瘤靶向治疗

纳米抗体的分子量小，能够穿过人血脑屏障向脑中转移，可以介导药物、多肽等大分子物质，从而起到治疗的作用。

纳米抗体不受还原性细胞质环境的影响，可以作为体内抗体使用。一方面来说，有些类型的纳米抗体有助于实现高分辨率的蛋白分析，更好地理解蛋白质结构和功能之间的关系。例如，一种可以抑制肌成束蛋白介导捆绑肌动蛋白的纳米抗体表明，肌成束蛋白的捆绑活动是癌细胞内生期所必需的；一种针对肌动蛋白分支调节器皮动蛋白SH3结构域的纳米抗体表明，皮动蛋白的SH3结构域功能是内生期形成和活性的基础。同样地，有一种纳米抗体可以通过阻止CapG覆盖肌动蛋白聚合物的(+)端而改变肌动蛋白丝的长度这一行为，来削弱体外入侵。这三个例子都表明，纳米抗体可以通过实现高分辨率的蛋白分析，来帮助通过药物化学发现或合理设计来获得新的治疗药物。不仅如此，对于一个过度表达的蛋白质，在分子研究中将其从细胞中提取出来相对容易实现，但对于常驻的内源性蛋白来说，则不太容易实现。然而，研究人员用靶向序列标记纳米抗体可以使它和内源性抗原转移到细胞内的任何区间或区域，并通过示踪解释蛋白位置和功能之间的相关性，即使该纳米抗体与抗原特异性结合无法阻断蛋白功能。

另一方面，从治疗的角度看，有一种针对CapG（一种相对未知的细胞骨架蛋白）的纳米抗体在正位的体内异种移植模型中大幅遏制了乳腺癌的转移。它表明，除了GPCRs或激酶/磷酸酶之外，还存在许多药物靶点，通过抑制这些靶点可以削弱癌细胞的转移作用，纳米抗体的应用前景是一片光明的。

纳米抗体分子量小，针对肿瘤特异性受体的纳米抗体可作为输送毒素或药物到肿瘤的载体，从而减少对正常细胞的非特异性毒性并减少副作用。缺乏Fc尾端的纳米抗体在介导药物运输到肿瘤细胞受体时，也不会引发Fc相关的免疫原性反应。纳米颗粒药物一般使用的载体包括脂质体、胶束、基于白蛋白的纳米颗粒（NANAPs）和基于聚合物的聚合体或多聚物，其应用广泛，作用显著。例如，在纳米抗体EGa1抗生长因子EGFR的过程中，研究员Van der Meel和他的同事们将抗EGFR的纳米抗体连接到脂质体的表面上，这与受体介导的EGFR内化相吻合，从而使EGFR含量降低。此外，在脂质体上加载抗IGF-1R激酶抑制剂AG538，还可以影响IGF-1R的信号传导，并进一步增加了对体外癌细胞生长的抑制作用。Talleli等人将同样的纳米抗体应用于热敏性、可生物降解的聚合物胶束的表面，不仅可抑制肿瘤的胶束，还能通过共价包封化疗药物阿霉素来进一步提高其作用。另一方面，由于蛋白质在血清中含量丰富，基于白蛋白的纳米颗粒（NANAPs）的生物相容性和安全性更高。将多激酶抑制剂17,864包裹在EGa1涂层的NANAPs中，可以通过胞吞作用使得溶酶体消化NANAPs颗粒，使得抑制剂在细胞质溶液中被释放，抑制癌细胞的增殖。不仅如此，近几年纳米抗体介导的人工聚合体以及由PEG化的PEI共轭物组成并以抗MUC1纳米抗体修饰的多聚物的靶向治疗也受到颇多关注。

纳米抗体靶向性放射核素疗法是治疗癌症最广泛的一种方式，带放射性标记的VHH识别和结合原发肿瘤部位与病变组织，直接提高放射核素靶向肿瘤的辐射剂量，可大幅降低对周围正常组织的影响与伤害。治疗癌症的另一种方式是光动力疗法，该疗法产生的副作用较小，它是通过将光敏剂与纳米抗体结合靶向肿瘤组织，通过激活光敏剂引发光化学反应产生细胞毒性作用，杀死肿瘤细胞，进行精确有效的治疗。

Nanobody

分子影像

在分子成像领域，小分子量的纳米抗体是非常有优势的。它能使肿瘤快速聚集，并均匀分布，且能快速地在血液中清除，有助于提高肿瘤与背景的比率。此外，纳米抗体可以很容易地与几种成像剂结合并具备相对安全的高特异性。

纳米抗体在分子影像中主要用于肿瘤的特异性显像、动脉粥样硬化斑块的探测、疗效评估及个体化治疗等方面。对癌症进行可视化判断的主要方式包括单光子发射计算机断层成像技术（SPECT）、正电子发射断层扫描（PET）、超声波成像及光学肿瘤成像。

纳米抗体基于γ-射线，与放射性核素如^99mTc、¹⁷⁷Lu、¹²³I和¹¹¹In相连用于SPECT成像，与正电子发射的放射性同位素⁶⁸Ga、¹²⁴I或⁸⁹Zr相连可用于PET成像，与近红外荧光团（如IRDye800CW）共轭，以进行光学肿瘤成像。选择主导成分进行（预）临床测试通常基于产量、亲和力和特异性，并应始终以其（放射性核素）标记的形式重新评估。当在细胞系模型中的内化作用被确定后，在体内进行最终验证，包括肿瘤摄取率、肿瘤与正常器官的比例和快速血液清除等。因此，选定的部分能够在注射后1小时内进行成像，有助于提高病人的安全性。在标记抗体用于小鼠等动物实验时，光学成像和超声成像技术操作更简便，在使用光学成像时纳米抗体给药后2小时就可以划定肿瘤边缘。

最后，在研究被标记的纳米抗体与肿瘤治疗过程中的负荷相关性时，分子影像可以直观检测疾病治疗中分子水平的变化，有利于肿瘤的疗效评估有利于后续治疗。

感染疾病的研究治疗

纳米抗体不仅适用于肿瘤疾病的诊断和治疗，对于一些病毒、细菌、寄生虫与毒素等感染性疾病，纳米抗体也具有相当的潜在优势。与传统抗体无法抵御已经侵入宿主细胞内的病毒不同，纳米抗体不仅能在早期阶段拮抗病毒，而且还可以被设计为胞内抗体来抑制病毒的复制、组装及释放。纳米抗体的研发也能应用于主要使用抗生素治疗的细菌感染，可一定程度避免抗生素耐药性的相关问题。

对于寄生虫与真菌来说，目前纳米抗体主要聚焦于非洲锥虫病，即睡眠病的治疗。得益于纳米抗体的低分子量和高亲和力的特点，纳米抗体能够结合锥虫表膜上变异糖蛋白隐蔽的保守抗原表位，从而干扰锥虫的内吞作用，表现出直接溶解锥虫的作用。

由于纳米抗体有抗真菌的作用，其在去屑洗发水中的应用也颇为广泛。除此以外，抗体药物用于拮抗动物毒素如蛇毒毒素、细菌毒素等方面也已经得到了应用并在不断拓展。

参考文献
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