应用于肿瘤领域的纳米抗体（Nbs）的结构与特性

与传统抗体（Abs）的VH结构域相比，纳米抗体（Nbs）具有很高的结构相似性。更具体地说，如图所示，纳米抗体（Nbs）由位于Nb的3个高度可变的环（互补决定区，CDR1/2/3）和4个保守序列区（框架区，FR1/2/3/4）组成。这3个CDR环形成Nb的抗原结合位点，称为paratope，其中CDR3贡献了大部分抗原结合特异性，而CDR1和CDR2负责增强结合强度。

纳米抗体（Nbs）的一个特征是CDR3环比传统抗体更长，如图所示。大多数纳米抗体（Nbs）的指状CDR3结构包含约18个氨基酸，而抗体（Abs）的CDR3环仅包含12或14个氨基酸。与传统抗体的CDR3环相比，扩大的CDR3区域有可能在Nb和同源抗原之间提供更多的相互作用，从而部分平衡缺失的VL结构域突出CDR3上使纳米抗体（Nbs）非常适合识别传统抗体无法识别的独特表位并与之相互作用。手指状的CDR3和延长的形状共同扩大了Nbs的潜在靶标。

纳米抗体（Nbs）的另一个值得注意的特点是与传统抗体（Abs）相比，纳米抗体（Nbs）的体积缩小。这种小尺寸使纳米抗体（Nbs）能够从静脉快速外渗，快速扩散到全身，并深入到肿瘤组织中，使其适合于分子成像和实体瘤治疗。虽然纳米抗体（Nbs）小通常被认为是一个优势，特别是在无创成像中，但公平地说，它也可能是一个局限性。

由于纳米抗体（Nbs）的分子量低于肾小球滤过的阈值(50 ~ 60 kDa)，一个潜在的问题是肾脏从血流中快速清除纳米抗体（Nbs）。因此，只有一小部分注射的纳米抗体（Nbs）在病变部位累积。频繁给药对于获得佳疗效至关重要。为了解决这一局限性，人们做出了大量努力来延长纳米抗体（Nbs）的半衰期。已有研究表明，白蛋白可作为延长药物半衰期的通用平台，基于白蛋白的策略也被应用于纳米抗体（Nbs）技术。2011年发表了一项研究，该研究开发了一种双特异性三价纳米抗体（Nbs），包括一种靶向EGFR的二价纳米抗体（Nb）和一种靶向白蛋白的纳米抗体（Nb）组成 。白蛋白参与三价Nb，导致小鼠的半衰期延长了2-3天。

纳米抗体（Nbs）的另一个特点是其极其稳健。结果表明，传统抗体FR2区域的4个疏水氨基酸被纳米抗体（Nbs）中的4个亲水氨基酸取代。在传统的抗体中，这些位于VH结构域表面的疏水氨基酸被认为是VL结构域的结合表面。纳米抗体（Nbs）中疏水氨基酸被亲水氨基酸取代被认为是纳米抗体（Nbs）溶解度和稳定性提高的主要原因。由于纳米抗体（Nbs）具有亲水性、缺乏翻译后修饰、较少的二硫键和单体结构，因此可以使用大肠杆菌表达系统（e.c oli）和酵母表达系统（S. cerevisiae）等低成本生产系统高产出纳米抗体（Nbs）。与之形成鲜明对比的是，单链抗体（scFV）由于其稳定性和溶解度下降，产量往往较低。

根据已发表的序列信息，VHH与人类3型VH结构域具有高度的序列同源性高序列一致性是纳米抗体（Nbs）低免疫原性的主要原因。研究纳米抗体（Nbs）靶向表达溶菌酶的转基因肿瘤能力的一项研究也支持这一观点。Ablynx进行的Ⅰ期临床试验也证明了纳米抗体（Nbs）固有的低免疫原性。纳米抗体（Nbs）的低免疫原性使其适合长期和重复给药。此外，纳米抗体（Nbs）人源化策略已经开发出来，目前在临床试验之前已成为常规策略，进一步减轻了不必要的免疫应答。然而，应该注意的是，在抗体人源化之后，额外的工程可能是必要的，以恢复纳米抗体（Nbs）对其目标的足够的作用能力。