【前沿进展】为纳米抗体加码：延长半衰期，增强战斗力

• 增加蛋白药物的水力学半径，减少肾小球滤除速率;

• 利用药物与血浆蛋白结合和释放的平衡，缓慢释放药物，延长半衰期。

HSA是一种主要用于药物传递和疾病诊断的治疗性蛋白。Nanobody与HSA的融合，可以增加药物的半衰期，提高药物疗效。

HSA的结晶结构

HSA的X射线晶体结构显示，它是一个心形分子，含有585个氨基酸，它主要由α -螺旋结构构成，缺乏β -折叠，组合成三个同源域DI, DII和DIII，其中每个被分为A和B子域 (DIA, DIB, DIIA, DIIB, DIIIA和DIIIB)，这些域由长而柔性的环连接。HSA是H血浆中的主要蛋白，其浓度约为45 mg/ml (0.6 mM)，循环半衰期为20天。Ablynx独家的半衰期延长技术正是将Nanobody与血清白蛋白结合，提升双抗分子量并借助 FcRn的再循环作用，将半衰期由数小时延长至3周以上。

同时，Nanobody除了半衰期短，由于缺乏单克隆抗体的Fc片段，不具备Fc介导的效应功能，如用于抗肿瘤治疗，缺乏Fc带来的抗体依赖的细胞介导的细胞毒（ADCC）效应和血清稳定性。自然杀伤细胞（NK）是介导ADCC作用的主要免疫细胞，其细胞表面的Fc受体FcγRIIIa（CD16a）在识别和结合Fc中起关键作用。

Nanobody可以很容易地配备Fc区域（铰链、CH2和CH3结构域）重组人源化重链抗体形式，以实现包括Fc介导的效应因子功能，并增加血液滞留时间，但也将不可避免地降低其扩散优势。选择Fc融合片段，更倾向于选择IgG1 Fc，这和IgG1与Fc受体蛋白的亲和力结合特性有关。

Fc受体与各种IgG亚类结合亲和性与在细胞中的表达

如下表所示，FDA已经批准了的融合Fc的药物，都含有人IgG1 Fc结构域，其主要目的是延长活性部分的血清半衰期。

已获FDA批准的融合Human IgG1 Fc的部分药物

除了提高血清半衰期，Fc融合还改善了药物的稳定性和溶解性，并且对于生产过程是有利的，因为Fc的融合表达，利于Protein A的亲和纯化，进而简化蛋白药物的下游纯化流程。因此，Fc融合蛋白在获得批准的产品数量、在不同疾病领域的应用以及全球价值方面都取得了相当大的成功。

抗体是用于靶向治疗的主要大分子，可显著改善癌症患者的临床护理和生活质量。然而，抗体在大小、不完全肿瘤渗透和可能的免疫原性方面的局限性导致了新一代小药物和药物的发展。

Nanobody不仅为癌症的治疗提供了新的可能性，而且还在亚细胞水平上为各种人类疾病提供了新的治疗可能性，这将使生物医学领域发生革命性的变化。由于体积小且对组织渗透性好，可能成为理想的诊断和治疗工具。但也因缺乏功能性Fc，血清半衰期非常短，在肾脏清除率很快。

HSA和Fc融合技术为有治疗价值的蛋白质和多肽赋予更类似抗体的特性，目前纳米抗体正广泛应用于包括炎症、传染病和血液学的临床开发及治疗领域。对于慢性疾病适应症，Nanobody延长暴露是至关重要的，可以通过融合HSA或Fc产生半衰期延长的结构；而在急性适应症中，非半衰期延长的形式可能显示出更强的动力学的优势。

除了融合HSA，引入抗HSA或抗FcR的Nanodody，介导药物与HSA的结合也可以有效提高药物的半衰期。目前已经报道了一系列基于抗肿瘤抗原、抗CD16和抗HSA纳米体的双特异性纳米体。

诚然，合理的药物设计可为Nanobody加码，使其充分彰显潜力。