客观日本

纳米抗体应对未知疾病,产自羊驼可低成本量产

2021年02月16日 生物医药

骆驼科动物体内产生的对抗病原体的抗体受到了关注。病原体和抗体粘附在一起的尖端部分可作为“纳米抗体”用于药品。这种纳米抗体比普通抗体小,可以低成本大量生产,而且能抵抗温度变化。预计到2030年,利用骆驼科动物制造的药品或将实现普及,治疗药物可能会彻底发生变化。

最近,欧美的研究团队接连在美国科学期刊《Science》上宣布开发出了抑制新冠病毒增殖的纳米抗体。

1993年 比利时的大学等宣布骆驼科动物携带只有H链的抗体
2018年 首款纳米抗体药物在欧洲通过审批
2019年 纳米抗体药物在美国通过审批
2020年 研究人员报告多种可抑制新冠病毒感染的纳米抗体
2030年代 利用纳米抗体的药物在临床上实现普及

德国波恩大学等向骆驼科动物大羊驼和小羊驼注射失去病原性的新冠病毒等,制作出了与新冠病毒结合的纳米抗体,然后利用X射线和电子显微镜确定了病毒蛋白与纳米抗体的结合位点。在细胞实验中确认这些抗体抑制了病毒感染。

在日本国内,由花王、北里大学和埼玉大学的校办初创企业Epsilon Molecular Engineering组成的研究团队以及京都大学等正以实现新冠病毒的治疗和诊断药物为目标推进纳米抗体的研发。

EME分析小羊驼的血液发现,其中含有约100万亿种纳米抗体基因。EME的土屋政幸董事表示:“无论哪种(病毒等)抗原应该都能应对”。病毒入侵体内后,免疫细胞会产生抗体蛋白,抗体附着到病毒上,就能使其失活。

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纳米抗体示意图

普通抗体呈“Y”字形。短分子贴近呈“く”字形的长分子,长短两个分子聚集形成Y字形,利用尖端部分夹住异物。为应对未知的病原体,免疫细胞会改变抗体的形状,可以与病原体精准结合,因此抗体药物有望获得非常好的疗效。

但抗体尺寸比较大,由于是利用细胞制造,价格容易变得昂贵。而且需要冷冻或冷藏保存。被认为能解决这个问题的是纳米抗体。骆驼、小羊驼、大羊驼和鲨鱼等除了普通的抗体外,还会产生仅由长分子形成的小抗体。尖端部分比普通抗体小,“能深深潜入(目标沟槽)”(土屋董事)。

这种小抗体被称为纳米抗体(VHH抗体),尺寸约为普通抗体的十分之一。可以将基因导入大肠杆菌和酵母中低成本生产。而且能抵抗温度变化,方便保存和运输。还可以将纳米抗体制成粉末状,用于预防感染的鼻腔喷剂。

北里大学等利用基因在试管内再现了纳米抗体。

京都大学的高折晃史教授等人组成的研究团队正在研究向小羊驼注射新冠病毒蛋白并对血液进行分析,以筛选具有高结合力的纳米抗体。据介绍:“通过向体内注射抗原,极有可能获得具有高结合力的纳米抗体”。该研究团队的目标是制作与新冠病毒结合的纳米抗体。

开发效果持久的纳米抗体

成为纳米抗体的“H链抗体”是1993年发现的。比利时的布鲁塞尔自由大学等的研究团队宣布骆驼科动物携带这种抗体。当时围绕普通抗体的研究非常活跃,并没有认真推进纳米抗体的研究。因为对H链抗体的特点不甚了解。

不过,2018年使用纳米抗体的血液病治疗药物“Caplacizumab”全球首次在欧洲通过审批,纳米抗体再次受到了关注。2019年该药在美国也通过审批。“随着(纳米抗体治疗药物)在欧洲通过审批,大型制药公司也开始涉足纳米抗体研究”(EME董事土屋)。

据悉,包括癌症和风湿病治疗药物等在内,目前全球大约有50种纳米抗体药物正在进行临床研究。

纳米抗体也存在问题。由于本来是骆驼科动物的抗体,需要制成能用于人体的形状。

另外,纳米抗体的尺寸比普通抗体小,会通过肾脏排出。直接注入体内的话,30~40分钟左右就会减少一半。而普通抗体2周左右才减少一半。

为延长半衰期,目前还在开发通过结合多种纳米抗体或者使抗体附着于血清来延长在体内的停留时间的技术。

日文:藤井宽子、《日经产业新闻》、2021年2月5日
中文:JST客观日本编辑部

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