双特异性纳米抗体在感染性疾病治疗领域的应用

进入后抗生素时代以来，细菌耐药已成为全球性公共卫生问题。此外，新爆发并持续出现的新型冠状病毒疫情严重威胁了人们的身体健康，对全世界造成巨大经济损失。针对上述状况寻求新的感染性疾病治疗方法迫在眉睫，纳米抗体药物的研发具有较好发展前景。

羊驼免疫产生的纳米抗体在测量疫苗效力、诊断暴露和开发有效生物治疗法等方面的应用都具有极高的研究价值。

具有中和毒素活性的纳米抗体被广泛研究并用于治疗细菌毒素感染,其中包括艰难梭状杆菌毒素、破伤风毒素、蓖麻毒素和炭疽毒素等。

抗体名称——靶标——治疗疾病

NbF12-10——AahI型毒素/AahII型毒素——Aah蝎子毒素

ABA——TcdA/TcdB——艰难梭状芽孢杆菌(CDI)感染

T5-V36——TerC/Mac-1——破伤风毒素

RTA-VHH-RTB-VHHs——RTA/ RTB——蓖麻毒素

JMN-D10-JMO-G1——水肿因子/致死因子——炭疽杆菌毒素感染

Ad/VNA2-PA——水肿因子/致死因子——炭疽杆菌毒素感染

NbF12-10——AahI型毒素/AahII型毒素——澳大利亚海蛇毒毒素

ACE-Anti-CD16 VHH——sACE22/CD16——新冠状病毒

H11-D4/HH11-H4——RBD /ACE2——新冠状病毒

NbPCV2 -NbcRBC——PCV2/cRBCs——猪圆环2型病毒

纳米抗体在抗毒素领域的应用

纳米抗体用于毒素感染相较于传统抗生素治疗更具优势。Hmila等构建的双特异性纳米抗体NbF12-10能够分别特异性靶向Aah蝎子毒素中两个大的多肽基团AahI和AahII，其分子量小的优势弥补了活性成分难以扩散到各组织的缺陷。对该毒素的检测方面，Mars等基于石墨烯半导体量子点(GQDs)平台和NbF12-10结合构建高灵敏性的生物传感器用于检测蝎子毒素AahG50，灵敏度可达18.2nA·mL/pg,在人血清和尿液的检测中验证了低基质效应。这种检测传感器在再现性、重复性、选择性和存储稳定性等方面均表现出良好性能。

艰难梭状芽孢杆菌(CDI)感染是抗生素相关性腹泻和结肠炎的常见原因，滥用抗生素导致CDI感染发病率升高、疗效有限且复发率高。Yang等通过多种抗毒素VHHs融合蛋白构建出双特异性纳米抗体ABA，可同时靶向CDI毒素中TcdA与TcdB靶点，在体内外实验中验证其中和性能并有效减轻CDI小鼠病症。为提升毒素中和性能，Taylor等将纳米抗体和补体受体Mac-1(CD11b/CD18)特异性融合构建出能够快速扩散且提高毒素免疫复合物清除效率的双特异性纳米抗体T5-V36；用小鼠模型对其进行验证表明，该双特异性纳米抗体相比于绵羊抗毒素多克隆IgG具有更高的毒素中和效力。

炭疽芽孢杆菌分泌水肿毒素和致死毒素，使用抗生素治疗后血液中的致死毒素仍持续存在。研究发现抗PA-VHH可以阻断水肿因子和致死因子转运治疗炭疽菌感染。Moayeri等基于腺病毒载体构建双特异性纳米抗体Ad/VNA2-PA，在近交系小鼠中稳定表达并在血清中靶向不同靶点，血清中VNA2-PA含量达1μg/mL时可预防小鼠受炭疽菌感染；这种基因传递法对预防炭疽菌毒素感染具有很大的发展潜力，也证实借助腺病毒载体平台对转基因表达和抗毒素持久治疗的可行性。Vrentas等将JMN-D10和JMO-G1进行连接构建双特异性纳米抗体，可同时靶向水肿因子和致死因子，对小鼠炭疽菌感染起到很好的保护作用。

鉴于纳米抗体分子量小、抗原识别能力强，可将其应用至其他如生理激素、农药残留等小分子的检测，具有发展为双特异性纳米抗体形式的潜力。例如，沈玉栋等制备出能够识别百草枯的纳米抗体Nb2-23，用于强特异性、高灵敏度检测百草枯残留；Wang等将纳米体和纳米荧光酶融合(Nb-3F9-Nluc)，利用化学和生物荧光酶免疫实验测定链格孢霉毒素。

双特异性纳米抗体在新型冠状病毒中的研究进展

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)疫情已成为全球性疾病，世界各地正研究疫苗及抗体治疗法，以尽可能控制并减少疫情传播和死亡率。冠状病毒是一种包被病毒，其刺突蛋白S1亚基的受体结合域(RBD)识别并结合宿主细胞表面受体血管紧张素转换酶2(ACE2)，在病毒感染的第一步发挥作用。英国Huo等利用原始美洲驼单域抗体库并基于PCR技术，筛选制备出两个能高效结合RBD的纳米抗体H11-D4和H11-H4，结合值KD分别为39nmol/L和12nmol/L并能阻断刺突蛋白与ACE2的相互作用。Xiang等筛选出多个高效VHHs并分析这些VHHs与RBD配合物的晶体结构，将新型VHH呈现为多价多表位鸡尾酒式纳米抗体，实现超高中和效价(IC50低至0.058ng/mL)并防止突变逃逸。此外，Sheikhi和Hojjat-Farsangi 提出将可溶性ACE2融合到抗CD16纳米抗体中是一种高前景抗病毒策略。羊驼免疫产生的纳米抗体应用在测量疫苗效力、诊断暴露和开发有效的生物治疗法中具有极高的价值。