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纳米抗体与羊驼抗体傻傻分不清？一文说清
文章来源于微信公众号：生命科学那些事儿 bioeyes
很多人提到纳米抗体都知道它与羊驼有关，但是羊驼抗体和纳米抗体还真不是一回事。今天来聊聊这两者的区别，也浅谈下纳米抗体的独特优势。
羊驼抗体包含常规抗体和重链抗体
羊驼抗体，顾名思义是羊驼（Vicugna pacos，学名也标注为Lama pacos）体内产生的抗体，也是体内B细胞产生的所有免疫球蛋白的总称。
羊驼抗体分为三种亚型：IgG1、IgG2、IgG3。
其中IgG1属于我们熟知的常规抗体、IgG2和IgG3则属于骆驼科所特有的抗体类型。
IgG1/2/3抗体重排相关的基因都位于羊驼4号染色体的IGH免疫球蛋白重链基因座上，它们共用一套相同的免疫组库。
IgG1 羊驼的IgG1抗体与人和小鼠的IgG抗体结构和功能高度相似，都由两条重链和两条轻链组成。 其在体内的生成方式与人和小鼠高度一致，重轻链分别经历V-（D）-J重排，并配对组装成活性的抗体分子，分子量为150kD左右。 IgG2/3 这类抗体是一类特殊的重链抗体（HcAb），仅2条同源重链，没有轻链。而且天然缺失轻链和CH1区。 纳米抗体（Nanobody，Nb），是仅由羊驼重链抗体（IgG2/3）的抗原结合可变区组成的抗体，也被称为VHH单域抗体。 纳米抗体是仅由单个结构域组成的、全球已知最小的完整抗原结合单元，分子量仅12-15kDa。 图1，羊驼常规抗体与重链抗体对比
纳米抗体(Nb）改造自重链抗体（HcAb）。 HcAb抗体与羊驼常规抗体共用相同的免疫组库（VDJ基因库），而且其CDR3更长，有16-18个氨基酸，可识别传统抗体无法触及的保守隐蔽表位，增加了HcAb的识别多样性。 HcAb因其大小仅为常规抗体的60%，相比常规抗体（150kDa），可以直接穿透血脑屏障、实体瘤间质、呼吸道/消化道黏膜，甚至直接进入宿主细胞内。 这使得，不管是中和病毒，还是在脑内和瘤内治疗等传统抗体发挥受限的场景下，HcAb的优势是巨大的。 于是，科学家的更近了一步。 他们将HcAb的恒定区直接去掉，剩下的VHH抗原识别部分，就成了纳米抗体（Nb）。 图2，常规抗体、重链抗体和纳米抗体的示意图 在产业化应用中，为延长纳米抗体半衰期、方便纯化或介导免疫效应，会人工在 VHH 末端融合 Fc 段（CH2+CH3）等恒定区序列，属于后天工程化改造。 纳米抗体凭借其独特的优势，已经带动生物医学研究和诊断中相关产业的快速发展。 出色的组织穿透力 组织片免疫染色神器。做过都知道香。 几纳米的大小，全尺寸抗体的1/10，纳米抗体能够“钻”到深层，靶向隐蔽蛋白。 在一些超分辨显微成像里，距离短，精度高，信噪比很漂亮。 特异性好 别看别人小，但是作为抗体的特异性丝毫未减。 CDR3达到16-18个氨基酸。决定其可以具有更多的抗原识别多样性。 CDR3向指状一样，可以伸入隐蔽的表位，出奇制胜。 稳定性高 抗体界的“劳模”，吃苦耐劳。 毕竟是从羊驼和骆驼中产生的，这些家伙可都是极端环境中考验出来的。沙漠中昼夜温差有时可以达到50℃。 纳米抗体继承了HcAb的优良特性，对高温、低pH、变性条件抵抗力强。操作灵活，实验中想怎么“折腾”都行。 表达方便 相比传统抗体需要昆虫和哺乳动物表达系统，纳米抗体可以用大肠杆菌、酵母、昆虫细胞这些简单的系统大量表达，省时省钱，纯化也方便。 图3，纳米抗体的优势
纳米抗体的制备与传统小鼠和兔抗的制备高度相似，但是也有明显差别。 单抗，尤其是高特异性鼠抗和兔抗，需要知道重轻链的配对信息，而纳米抗体不需要获取配对信息。 这个区别决定了噬菌体展示技术在纳米抗体的发现中占有极为重要的作用。 纳米抗体一般来自于羊驼和它的远亲（比如骆驼、羊驼、驼羊）。流程大致如下： 先免疫羊驼，让它产生对某个抗原（目标蛋白等）的抗体。 从它的外周血里提取外周血单个核细胞（PBMC），然后得到只含重链的抗体基因片段库。 利用分子生物学技术（比如PCR扩增、噬菌体展示），筛选出高亲和力的纳米抗体。 图4，纳米抗体开发流程
纳米抗体的应用越来越广泛了，在科研实验，以及诊断中发挥越来越重要的作用。但是受限于羊驼的价值和稀缺性，目前产业界的纳米抗体开发平台没有小鼠和兔抗成熟。但是随着纳米鼠抗和纳米兔抗技术的推广，纳米抗体凭借其独特的优势，会开启自己的纪元。
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