纳米抗体（Nbs）是克服各种疾病（包括 SARS-CoV-2 感染和癌症）免疫逃逸的最有前途的疗法之一。然而，纳米抗体体积小，容易被肾脏清除，从而缩短了循环半衰期，影响了疗效。传统的修饰技术，即生物素化和 Fc 融合，旨在增强纳米抗体的药代动力学，但它们可能会引入功能受损的异质产物，并可能影响与 Fc 受体的结合。
近日，清华大学张洪杰团队介绍了一种通过内在无序蛋白介导的分子修饰的多功能纳米抗体工程策略，为解决纳米抗体体内性能不理想的问题提供了一种方便、广泛适用的解决方案，为有效防治耐受治疗的癌症和未来的流行病带来了巨大希望（图1）。相关成果以“Engineered Nanobodies Elicit Durable and Robust Bi-Therapeutic Efficacy Toward Virus and Tumors”为题发表在《Advanced Functional Materials》。
图1. 设计和表征 Nbs（包括 Nb21、7A3 和 TNF-VHH）工程纳米制剂的示意图。
文章介绍了一种通过内在无序蛋白介导的分子修饰的多功能纳米抗体工程策略。经过改造的纳米抗体纳米制剂保持了与尖峰蛋白受体结合域的高亲和力，对伪型 SARS-CoV-2 变体的半数最大抑制浓度（IC50）达到亚摩尔水平，与未经改造的纳米抗体相当。值得注意的是，这些纳米制剂的半衰期比原始纳米抗体长达≈15倍，优于其他已报道的修饰纳米抗体。此外，这种纳米制剂对乳腺癌的体内疗效显著提高。这类纳米制剂之所以能延长半衰期，主要是由于其尺寸增大以及 K 蛋白和 PEG-COOH 的屏蔽作用。优化 K 蛋白的长度和电荷密度，构建针对 RBD 上不同表位的多价纳米抗体制剂，可进一步提高其抗病毒的广度和效力。此外，在体内治疗应用方面，与游离纳米抗体相比，Nbs 纳米制剂 KTP 增强了抗肿瘤效果。另一方面，与其他折叠蛋白（如 HSA 和 Fc 片段）相比，K 蛋白的亲水性有利于在细菌宿主中生产高滴度的 K-Nb 融合蛋白。
综上所述，文章研究结果表明，K 蛋白介导的本征无序修饰方法是开发新型 Nbs 构型的多功能平台，它具有高水平表达、高抗原结合亲和力、体内持续释放以及治疗病毒感染和癌症的高效性。
