VHH是重鏈抗體的可變區(qū)域,是最小的抗原結(jié)合單位之一,分子量僅為傳統(tǒng)抗體(150-160 kDa)的1/10,且晶體寬為2.5nm,長4nm,因此被稱為“納米抗體”。VHH比抗體Fab片段(大約50 kDa)和scFv片段(大約25 kDa)還要小。

圖1 傳統(tǒng)抗體、重鏈抗體和單域抗體
極好的穩(wěn)定性和耐受性——納米抗體比傳統(tǒng)抗體具有更高的穩(wěn)定性,能耐受更加惡劣的條件。研究證實,將VHH抗體在37℃放置一周或在高溫條件(90 ℃)下保存,它都能保持比較好的生物活性。 納米抗體對化學變性劑(2-3 M鹽酸胍、6-8 M尿素)、蛋白酶以及非生理pH(3.0 - 9.0)具有一定的抵抗能力。 因此納米抗體比傳統(tǒng)抗體更易儲藏和運輸。
組織滲透性強——分子量小相對較容易滲透到腫瘤組織中,因此適合于靶向?qū)嶓w腫瘤。 作為成像分子時在體內(nèi)成像能夠快速到達靶點,并迅速被腎臟代謝。
免疫原性弱——VHH抗體與人抗體的重鏈可變區(qū)具有超過80%的序列同源性,并且二者的3D結(jié)構(gòu)可以重合,因此人源化簡單。另外,VHH的穩(wěn)定性高而不容易聚集,從而避免了由蛋白質(zhì)聚集導(dǎo)致的免疫原性增強的問題。
高抗原結(jié)合性——納米抗體能到達傳統(tǒng)抗體無法達到的表位。由于其長的CDR3區(qū),能夠伸入到酶的活性中心,細菌或病毒表面受體的裂縫中,甚至可以有效的穿過血腦屏障,這使得納米抗體有望成為治療老年癡呆癥的新藥。
易表達,易純化——由于scFv中的VL和VH經(jīng)常發(fā)生錯配,導(dǎo)致scFv多以包涵體形式表達。而VHH僅由單個結(jié)構(gòu)域組成,不存在結(jié)構(gòu)域錯配的問題;而且VHH的溶解性較好,因此很容易實現(xiàn)可溶性表達。
制備周期短——傳統(tǒng)的通過細胞融合制備單克隆抗體周期長約6個月,而通過噬菌體展示技術(shù)能夠繞開細胞的融合,更加快速的制備單克隆單體。
易于構(gòu)建多價和多功能抗體——普通抗體分子太大,不適于構(gòu)建多價或多功能抗體;利用scFv抗體構(gòu)建多價或多功能抗體時,常因為VH和VL結(jié)構(gòu)域錯配而導(dǎo)致聚集或親和力下降,并且表達水平低且易被降解。VHH具有嚴格的單結(jié)構(gòu)域特性、高水溶性和高穩(wěn)定性等優(yōu)點,十分適合構(gòu)建多價或多功能抗體。
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