納米抗體+內源性抗體：納米抗體“萬能接合劑”，調動全身抗體圍剿腫瘤

2025年7月，波士頓兒童醫院Hidde Ploegh團隊在 《Nature Biomedical Engineering》 發表研究，報道了一種基于納米抗體的雙特異性抗體接合器。通過將靶向CTLA-4或PD-L1的納米抗體與識別κ輕鏈的納米抗體（VHHkapp）融合，該融合蛋白能高效招募體內所有類型的免疫球蛋白，調動多種Fc效應功能，在小鼠結腸癌和黑色素瘤模型中展現出優于傳統單抗的抗腫瘤活性。

研究流程：
構建VHH-VHHkapp融合蛋白 → 體外驗證親和力及Ig招募能力 → 體內抗腫瘤療效評估 → 機制分析（Treg耗竭、FcγR依賴）→ 藥物偶聯（美登素/STING激動劑）增強療效

一、為什么這是突破？——“調動全軍”的免疫接合劑

傳統免疫治療依賴單一單抗，僅利用一種IgG亞型的Fc效應。本研究首創用納米抗體構建雙特異接合器，可同時招募體內全部五種免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA、IgD、IgE），激活所有Fc效應功能（ADCC、ADCP、CDC），實現遠超單抗的抗腫瘤效果，且可偶聯藥物進一步提升療效。

二、如何設計的，實驗邏輯“三步走”

第一步：設計雙特異融合蛋白。將靶向CTLA-4的VHH（H11）或靶向PD-L1的VHH（A12）與抗κ輕鏈的VHHkapp通過基因融合，C端引入LPETG分選酶標簽和His tag（用于純化和定點偶聯）。

第二步：驗證體外功能。ELISA和SPR證實融合蛋白對靶點（CTLA-4/PD-L1）及小鼠多克隆IgG均保持pM級親和力；流式證明其能將IgG、IgM、IgA招募到PD-L1陽性腫瘤細胞表面。

第三步：體內療效與機制解析。在MC38和B16-F10/GVAX模型中，H11-VHHkapp顯著抑制腫瘤生長，優于傳統抗CTLA-4單抗9H10。機制上，該融合蛋白通過FcγR途徑選擇性耗竭瘤內調節性T細胞（Treg），并延長自身半衰期（44 h vs 裸VHH的<30 min）。A12-VHHkapp同樣優于抗PD-L1單抗，且可通過分選酶偶聯美登素或STING激動劑進一步增效。

三、關鍵數據：數字背后的“硬核”實力

• 親和力：H11-VHHkapp和A12-VHHkapp對靶點及IgG的結合均為pM級，解離速率低至10??-10?? s?1（圖2c-d）。

• 半衰期：??Zr標記顯示H11-VHHkapp在小鼠體內半衰期達44.2 h，而裸VHH僅數分鐘（圖3e）。

• Treg耗竭：治療使瘤內Treg比例從~10%降至~2%，而脾臟Treg不受影響（圖3c）。

• 腫瘤抑制：MC38模型中，H11-VHHkapp治療組100%小鼠無瘤存活，9H10組僅部分有效（圖3f）。A12-VHHkapp-DM4使5/6小鼠腫瘤完全消退（圖6a）。

• STING激動劑增效：A12-VHHkapp-STING激動劑治愈50% MC38荷瘤小鼠，且僅誘導腫瘤局部IFN-β，無全身毒性（圖7a，擴展數據圖7b）。

  
  

傳統單抗僅利用一種IgG亞型，而本融合蛋白通過VHHkapp結合所有κ輕鏈抗體，將內源性IgG、IgM、IgA等全部募集到腫瘤部位。不同Ig亞型可激活不同效應細胞（如IgG激活NK細胞，IgA激活中性粒細胞），協同放大ADCC、ADCP和CDC作用。此外，融合蛋白與Ig結合后分子量增大，半衰期顯著延長。機制研究表明，抗CTLA-4融合蛋白主要通過FcγR介導的ADCC耗竭Treg，而非補體途徑（圖3d），這解釋了其強效抗腫瘤活性。

五、優勢所在：為何這種方法更優？

• 高效性：同時利用體內全部抗體庫，無需人工改造Fc，即可調動多種效應功能。

• 模塊化平臺：可靈活更換靶向VHH，并可通過分選酶定點偶聯不同藥物（毒素、免疫激動劑），實現精準聯合治療。

• 安全性：融合蛋白本身及藥物偶聯物均未引起明顯體重下降、肝腎功能損傷或全身炎癥。

• 克服耐藥：對于對單一單抗不敏感的腫瘤（如MC38對CTLA-4單抗耐藥），該策略仍能完全清除腫瘤。

本研究為癌癥免疫治療提供了全新范式：利用內源性抗體作為效應器，通過納米抗體雙特異接合器實現強大而安全的抗腫瘤免疫。該平臺可拓展至其他靶點（如OX40、CD47、CD20等），并有望開發成“即用型”藥物，無需個體化制備。未來在人源化版本中，需驗證VHHkapp對人κ輕鏈的親和力（已存在相應納米抗體）及臨床安全性，為轉化醫學鋪平道路。

文獻來源：Liu X, Le Gall C, Alexander RK, et al. Nanobody-based bispecific antibody engagers targeting CTLA-4 or PD-L1 for cancer immunotherapy. Nat Biomed Eng. 2025. doi: 10.1038/s41551-025-01447-z.