骆驼科单域抗体作为治疗药物的研究进展

Ward及其同事在20世纪80年代首次提出将VH结构域作为一个独立的单域抗原结合单位的想法。在《自然》杂志的一篇报道中，研究小组发现了独立VH结构域与其对应Fv (VH:VL)的结合特性，该Fv对应来自于小鼠单抗(D1.3)或来自于免疫溶菌酶的小鼠脾脏的VH文库。VH结构域可与靶抗原特异性结合，虽然亲和力降低了10倍，但可以通过基因工程技术来提高，其溶解性和稳定性也需要进一步的基因工程技术处理。这些缺点导致单域抗体没有引起足够的商业兴趣。HCAbs的发现重新点燃了单域抗体的想法。由于天然缺乏轻链，HCAbs可以克服小鼠和人类VH结构域中观察到的溶解和聚集行为。HCAbs不是曾报道的人工制品或重链病抗体。随后应用抗体工程和噬菌体展示技术克隆了不同的骆驼重链抗体片段，确定了VHH是一个独立的抗原结合域，具有良好的生物物理化学性质。

VHH发展的第一个十年的主要科学进展包括：(a)从cDNA库获得VHH序列，并定义VHH家族；(b)骆驼科动物基因组研究揭示了VHH和VH基因片段的位置，并证明了VHH序列的种系印记；(c)应用噬菌体展示技术从免疫文库中分离出VHHs，其中一些被证明是酶抑制剂；(d)几种VHH-抗原复合物的高分辨晶体结构，揭示了与传统的抗体-抗原相互作用的重要偏差；(e)使用细菌和酵母系统大量表达VHH，并对各种纯化方案进行评估，以获得高纯度的VHH蛋白；(f)使用VHHs作为免疫亲和纯化和免疫灌注的试剂。
VHH发展的第二个十年（2003-2013年），出版物和专利申请呈指数增长。这十年的主要标志是Ablynx（赛诺菲）等人开始对纳米抗体作为治疗和显像剂进行临床前和临床研究，主要包括：(a)用于控制血小板聚集和血凝块形成的血糖蛋白vWF；(b) 用于治疗RSV病毒感染；(c)用于中和毒素；(d)用于治疗类风湿性关节炎的IL6-R；(e)使用放射性标记纳米抗体进行HER2⁺肿瘤成像。此外，VHHs在异源系统中的表达，以及在制备具有卓越功效的二价和多价VHHs方面也取得了重大技术进步。
自2014年以来，VHHs的研究取得了几项重大进展。Ablynx完成治疗域抗体(Caplacizumab)的临床I期试验，为纳米抗体在医学上的应用奠定了基础。与此同时，Ablynx与默克、勃林格殷格翰、赛诺菲等大型生物制药公司合作推出了20多个临床前和临床项目。在2018年底，第一个纳米抗体药物caplacizumab（治疗罕见凝血障碍的二价抗vWF纳米抗体）获得了EMA批准，并于2019年2月获得FDA批准并进入市场。随着对VHH的知识产权限制逐渐减少，生物制药和生物技术公司对VHH在医学、工业和研究领域的潜在应用的研究兴趣越来越大。例如，日本大正药业使用了由Ablynx生产的抗肿瘤坏死因子（TNF）VHH，并开发了一种人源化的三特异性纳米抗体ozoralizumab（两个抗TNF VHH与一个抗HSA VHH相连）。该治疗药物目前正在接受日本药品和医疗器械管理局 的审查。截至2021年，超过25家公司与Ablynx合作开发VHH用于分子诊断和治疗（表1）。与此同时，在Ablynx、诺华、勃林格殷格翰、艾伯维和默克等大型制药公司的赞助下，目前有16种治疗性VHH正在进行临床试验或即将进入临床试验。

原文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/23/9/5009

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