抗體是與抗原發(fā)生特異性結(jié)合反應(yīng)的免疫球蛋白,，由B細胞分化成的漿細胞所產(chǎn)生，存在于脊椎動物的血液等體液中,，及其B細胞的細胞膜表面,。抗體由2條相同重鏈（H鏈）和2條相同的輕鏈（L鏈）組成,，重鏈較長,，相對分子量較大，而輕鏈較短,，相對分子量較小,，抗體呈Y字形對稱結(jié)構(gòu)。

納米抗體（nanobodies,，Nbs）是由比利時科學(xué)家Hamers等人在駱駝血液內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種新型抗體,，與傳統(tǒng)抗體相比，納米抗體（單域抗體）不存在輕鏈,，只有重鏈可變區(qū)（VHH）和兩個常規(guī)的CH2和CH3區(qū)組成,，分子量只有15 KDa左右，因此被稱為納米抗體,，是目前已知的可結(jié)合目標抗原的最小單位,。

納米抗體具有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：

1. 相對分子質(zhì)量小與免疫原性低

Nbs的骨架區(qū)（FRs）與人類VH區(qū)的序列同源性超過80%，并且它們的三維結(jié)構(gòu)能夠重疊,。已經(jīng)在小鼠體內(nèi)證明,，Nbs因與傳統(tǒng)的VH區(qū)具有高度的同源性，而且具有很高的構(gòu)象穩(wěn)定性,，使得其免疫原性很低,。

2. 可溶性好

Nbs的VHH與傳統(tǒng)抗體的VH存在一些重要的不同，與VH相比,，VHH骨架區(qū)2（FR2）的4個氨基酸殘基（V37F或V37Y、G44E,、L45R,、W47G）被替換,，這4個氨基酸是親水性的，因此使得Nbs的表面更親水,，增加了它的水溶性,。

3. 抗原識別能力強

與傳統(tǒng)的VH類似，VHH包括4個FRs和3個互補決定區(qū)（CDRs）,。與VH相比,，VHH的CDR1與CDR3更長，CDR3與CDR1或FR2的半胱氨酸殘基結(jié)合是通過二硫鍵實現(xiàn)的,，這樣使得其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,。傳統(tǒng)的Fab片段和典型的單鏈抗體（scFv）只能識別表面抗原，因為它們的抗原結(jié)合位點是凹陷或平面的,。而VHH有一個主要由CDR3環(huán)組成的凸出的抗原決定簇,，可以結(jié)合凹進去的抗原表位，因此Nbs能夠特異性識別一些隱藏的抗原表位,，而這些表位是傳統(tǒng)抗體無法識別的,。所以Nbs比scFv抗體結(jié)合部位更適合結(jié)合抗原表面的凹槽部分,，例如酶的催化反應(yīng)位點,，從而阻斷其催化活性。

4. 穩(wěn)定性高

Nbs能夠形成不同的構(gòu)象模式來保護氨基酸的穩(wěn)定性,。在高溫或極酸極堿環(huán)境條件下,，普通的多聚抗體會暴露出疏水表面，形成大分子發(fā)生沉淀,，失去原來的正常功能,；而納米抗體在化學(xué)及熱變性后可以重新折疊，通過在CDR1與CDR3間重新形成一個二硫鍵,，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,，保障了其功能活性的穩(wěn)定。

5. 穿透性強

Nbs能夠穿透血腦屏障,。研究證實,，用駱駝來源的Nbs免疫腦血管內(nèi)皮細胞，發(fā)現(xiàn)Nbs能夠通過轉(zhuǎn)胞吞作用,，在血管內(nèi)皮細胞的基底外側(cè)釋放,。體外研究表明納米抗體能夠穿透血腦屏障，并且能攜帶M13噬菌體顆粒等一些物質(zhì)到達腦部,。

6. 易于生產(chǎn)

納米抗體由于其結(jié)構(gòu)簡單,、相對分子質(zhì)量小且沒有糖基化，易于在酵母表達系統(tǒng)和原核表達系統(tǒng)等蛋白表達系統(tǒng)中大量表達。納米抗體生產(chǎn)成本較低,，易于推廣和應(yīng)用,。

納米抗體憑借優(yōu)勢在基礎(chǔ)研究、疾病診斷與治療方面應(yīng)用廣泛,，一些已進入臨床Ⅰ期或Ⅱ期試驗,，包括腫瘤學(xué)、神經(jīng)學(xué)及免疫學(xué)等,。此外,，Nbs還可用于病毒檢測與診斷，例如HIV,、牛痘病毒,、青猴病病毒及登革熱等；納米抗體在環(huán)境污染物,、生物毒素等小分子化合物的檢測中方面也有所應(yīng)用,，提高了檢測的靈敏度和操作的簡便性；此外,，納米抗體在食品毒理學(xué)研究,、食品分析檢測等方面也有一些研究和應(yīng)用，例如有研究表明一些Nbs可以和細菌進行結(jié)合,，抑制細菌的產(chǎn)酶能力,，從而發(fā)揮一定的治療作用。

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