雙特異性納米抗體在感染性疾病治療領域的應用

進入后抗生素時代以來，細菌耐藥已成為全球性公共衛(wèi)生問題。此外，新爆發(fā)并持續(xù)出現(xiàn)的新型冠狀病毒疫情嚴重威脅了人們的身體健康，對全世界造成巨大經(jīng)濟損失。針對上述狀況尋求新的感染性疾病治療方法迫在眉睫，納米抗體藥物的研發(fā)具有較好發(fā)展前景。

羊駝免疫產(chǎn)生的納米抗體在測量疫苗效力、診斷暴露和開發(fā)有效生物治療法等方面的應用都具有極高的研究價值。

具有中和毒素活性的納米抗體被廣泛研究并用于治療細菌毒素感染,其中包括艱難梭狀桿菌毒素、破傷風毒素、蓖麻毒素和炭疽毒素等。

抗體名稱——靶標——治療疾病

NbF12-10——AahI型毒素/AahII型毒素——Aah蝎子毒素

ABA——TcdA/TcdB——艱難梭狀芽孢桿菌(CDI)感染

T5-V36——TerC/Mac-1——破傷風毒素

RTA-VHH-RTB-VHHs——RTA/ RTB——蓖麻毒素

JMN-D10-JMO-G1——水腫因子/致死因子——炭疽桿菌毒素感染

Ad/VNA2-PA——水腫因子/致死因子——炭疽桿菌毒素感染

NbF12-10——AahI型毒素/AahII型毒素——澳大利亞海蛇毒毒素

ACE-Anti-CD16 VHH——sACE22/CD16——新冠狀病毒

H11-D4/HH11-H4——RBD /ACE2——新冠狀病毒

NbPCV2 -NbcRBC——PCV2/cRBCs——豬圓環(huán)2型病毒

納米抗體在抗毒素領域的應用

納米抗體用于毒素感染相較于傳統(tǒng)抗生素治療更具優(yōu)勢。Hmila等構建的雙特異性納米抗體NbF12-10能夠分別特異性靶向Aah蝎子毒素中兩個大的多肽基團AahI和AahII，其分子量小的優(yōu)勢彌補了活性成分難以擴散到各組織的缺陷。對該毒素的檢測方面，Mars等基于石墨烯半導體量子點(GQDs)平臺和NbF12-10結合構建高靈敏性的生物傳感器用于檢測蝎子毒素AahG50，靈敏度可達18.2nA·mL/pg,在人血清和尿液的檢測中驗證了低基質效應。這種檢測傳感器在再現(xiàn)性、重復性、選擇性和存儲穩(wěn)定性等方面均表現(xiàn)出良好性能。

艱難梭狀芽孢桿菌(CDI)感染是抗生素相關性腹瀉和結腸炎的常見原因，濫用抗生素導致CDI感染發(fā)病率升高、療效有限且復發(fā)率高。Yang等通過多種抗毒素VHHs融合蛋白構建出雙特異性納米抗體ABA，可同時靶向CDI毒素中TcdA與TcdB靶點，在體內外實驗中驗證其中和性能并有效減輕CDI小鼠病癥。為提升毒素中和性能，Taylor等將納米抗體和補體受體Mac-1(CD11b/CD18)特異性融合構建出能夠快速擴散且提高毒素免疫復合物清除效率的雙特異性納米抗體T5-V36；用小鼠模型對其進行驗證表明，該雙特異性納米抗體相比于綿羊抗毒素多克隆IgG具有更高的毒素中和效力。

炭疽芽孢桿菌分泌水腫毒素和致死毒素，使用抗生素治療后血液中的致死毒素仍持續(xù)存在。研究發(fā)現(xiàn)抗PA-VHH可以阻斷水腫因子和致死因子轉運治療炭疽菌感染。Moayeri等基于腺病毒載體構建雙特異性納米抗體Ad/VNA2-PA，在近交系小鼠中穩(wěn)定表達并在血清中靶向不同靶點，血清中VNA2-PA含量達1μg/mL時可預防小鼠受炭疽菌感染；這種基因傳遞法對預防炭疽菌毒素感染具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ沧C實借助腺病毒載體平臺對轉基因表達和抗毒素持久治療的可行性。Vrentas等將JMN-D10和JMO-G1進行連接構建雙特異性納米抗體，可同時靶向水腫因子和致死因子，對小鼠炭疽菌感染起到很好的保護作用。

鑒于納米抗體分子量小、抗原識別能力強，可將其應用至其他如生理激素、農藥殘留等小分子的檢測，具有發(fā)展為雙特異性納米抗體形式的潛力。例如，沈玉棟等制備出能夠識別百草枯的納米抗體Nb2-23，用于強特異性、高靈敏度檢測百草枯殘留；Wang等將納米體和納米熒光酶融合(Nb-3F9-Nluc)，利用化學和生物熒光酶免疫實驗測定鏈格孢霉毒素。

雙特異性納米抗體在新型冠狀病毒中的研究進展

新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)疫情已成為全球性疾病，世界各地正研究疫苗及抗體治療法，以盡可能控制并減少疫情傳播和死亡率。冠狀病毒是一種包被病毒，其刺突蛋白S1亞基的受體結合域(RBD)識別并結合宿主細胞表面受體血管緊張素轉換酶2(ACE2)，在病毒感染的第一步發(fā)揮作用。英國Huo等利用原始美洲駝單域抗體庫并基于PCR技術，篩選制備出兩個能高效結合RBD的納米抗體H11-D4和H11-H4，結合值KD分別為39nmol/L和12nmol/L并能阻斷刺突蛋白與ACE2的相互作用。Xiang等篩選出多個高效VHHs并分析這些VHHs與RBD配合物的晶體結構，將新型VHH呈現(xiàn)為多價多表位雞尾酒式納米抗體，實現(xiàn)超高中和效價(IC50低至0.058ng/mL)并防止突變逃逸。此外，Sheikhi和Hojjat-Farsangi 提出將可溶性ACE2融合到抗CD16納米抗體中是一種高前景抗病毒策略。羊駝免疫產(chǎn)生的納米抗體應用在測量疫苗效力、診斷暴露和開發(fā)有效的生物治療法中具有極高的價值。