年初，賽諾菲以39億歐元收下納米抗體龍頭藥企Ablynx，每股收購價格比競爭對手諾和諾德整整高出47.5%。此筆高額并購引來了產(chǎn)業(yè)界對于納米抗體的關注，不少公司躍躍欲試，希望通過納米抗體在激烈的抗體藥物競爭中占得一席地位。

納米抗體相比于單抗具有獨特優(yōu)勢

1993年，比利時布魯塞爾自由大學的免疫學家Hamers-Casterman團隊第一次報道駱駝中出現(xiàn)的一種不同于免疫球蛋白G(Immunoglobulin G，IgG)的特殊抗體（圖1）。

圖1. 納米抗體發(fā)展歷史這是一種缺失輕鏈的抗體，被稱為重鏈抗體(Heavy-chain-onlyantibodies，HcAbs)。重鏈抗體包含兩個恒定區(qū) (CH2和CH3)，一個鉸鏈區(qū)和一個重鏈可變區(qū) (Variable heavy chain domain，VHH)。VHH 抗體又被稱為納米抗體(Nanobody，NB)，它保留了重鏈抗體完整的抗原結(jié)合能力（圖2）。

圖2. 納米抗體和傳統(tǒng)抗體的對比

和單抗相比，納米抗體具有以下幾方面的優(yōu)勢：

一，抗原親和力高、能識別隱藏表位納米抗體由4 個保守序列和3 個互補決定區(qū)組成(Complementarity-determining region， CDR) ，納米抗體的CDR3 含有 16~18 個氨基酸殘基，比人和鼠的 VH （分別有 12 和 9 個氨基酸殘基）更長，并且可以形成凸環(huán)結(jié)構(gòu)，使得納米抗體更容易與抗原結(jié)合，且由于體積小，能夠結(jié)合到一些比較難結(jié)合的表位（圖3)1。二，分子量小，具有較強的組織穿透力納米抗體的分子量只有15 kDa，是普通抗體的十分之一，因此適用于多種給藥途徑，適應人群更廣泛。并且，納米抗體具有良好的組織穿透能力，可以快速、均勻地擴散至全身，因此為實體瘤以及需要通過血腦屏障給藥的疾病，提供了新的治療方法2。三，免疫原性低納米抗體基因序列與人VH基因家族3 序列（VH3）具有高度同源性3，又缺乏容易刺激免疫反應的Fc段，所以在人體內(nèi)的免疫原性相對較低4。四，具有高水溶性、高耐性、易復性及高表達性納米抗體 VHH由于其 FR2 中的疏水殘基被親水殘基所取代，使得納米抗體的水溶性比普通單抗要高，且聚合性減少，因此在做多價抗體上更有優(yōu)勢。納米抗體具有獨特的理化性質(zhì)，可以在極端條件下，如高壓或酸性下依然維持活性，并有可逆的去折疊能力5,6。另外，納米抗體結(jié)構(gòu)簡單，由單一基因編碼，可以在細菌或者酵母菌中大量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低廉。因此在生產(chǎn)、運輸、保存等方面更具備產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢。

圖3. 單抗的VH區(qū)域和納米抗體的VHH的區(qū)域?qū)Ρ?/p>

納米抗體容易改造、形成多價形態(tài)，是抗體界的“百變星君”

納米抗體由于分子量小，是單一基因編碼，容易進行基因工程改造，并且可以通過短小的連接序列聚合多個納米抗體，形成多價或者是多特異的抗體結(jié)構(gòu) (圖4)。雙價或者多價的抗體能識別同一種表位，但是比單價的抗原親和力更高。雙特異性或多特異性抗體，可以結(jié)合不同靶點，或者是同樣靶點上的不同結(jié)合區(qū)域，比單價抗體具有更強的抗原識別能力。納米抗體容易和其他結(jié)構(gòu)(如BSA、IgG-Fc 等)形成新的融合分子。在新的融合分子中，納米抗體與其靶抗原定向結(jié)合，與納米抗體融合的部分就能發(fā)揮相應的功能，因此可以與其他藥物聯(lián)用，或者是應用于診斷和充當多種領域的實驗研究工具。作為抗體界的“百變星君”，納米抗體的應用場景廣闊。

圖4. 納米抗體的不同結(jié)構(gòu)納米抗體的龍頭公司，Ablynx的產(chǎn)品線中充分利用了納米抗體易改造的特點，布局了多種抗體結(jié)構(gòu)，包括雙特異抗體、三特異抗體、多價抗體（2價到4價）、人源化納米抗體、同個靶點的不同抗原表位抗體，也有結(jié)合放射性元素作為診斷類的產(chǎn)品（圖5）。利用納米抗體的易改造的優(yōu)勢，可以針對不同的適應癥，設計結(jié)構(gòu)不同的抗體，從而達到最優(yōu)化的藥效及最低的副作用。

5. Ablynx公司產(chǎn)品線的多種納米抗體結(jié)構(gòu)

納米抗體的篩選步驟

納米抗體篩選分為羊駝免疫、淋巴細胞提取、納米抗體文庫構(gòu)建、噬菌體庫構(gòu)建、特異性噬菌體篩選、大腸桿菌表達、抗體純化等步驟（圖6）。要篩選高親和力、特異性的納米抗體，建立優(yōu)質(zhì)的納米抗體庫是關鍵的一步。常用的庫包括免疫庫、天然庫以及（半）合成庫，每種庫都有其優(yōu)劣勢。其中免疫庫是最常用的，可以篩選出自然免疫系統(tǒng)下產(chǎn)生的特異性的抗體，天然庫和合成庫用的相對少，但是可以補充免疫庫的庫容。庫容的大小、VHH的多樣性、抗體種系等是評估庫的質(zhì)量的重要標準。一般來說，要達到親和力為nmol級別的成藥性抗體，文庫大小應該要在10的9次方以上。

圖6. 納米抗體的篩選流程7

全球納米抗體第一款產(chǎn)品已上市，國內(nèi)研發(fā)開始升溫

Ablynx的卡普賽珠單抗（Caplacizumab）是第一個上市的納米抗體，用于治療獲得性或免疫介導的血栓性血小板減少性紫癜（TTP），并被加入到標準療法中。此產(chǎn)品標志著納米抗體在激烈的傳統(tǒng)抗體競爭中占有了一席地位，其他產(chǎn)品處于preclinical到臨床III期之間（圖7）。國內(nèi)進展最快的公司是蘇州康寧杰瑞。通過與東南大學合作，康寧杰瑞建立了免疫來源的駱駝納米抗體噬菌體展示篩選平臺，并利用該平臺開發(fā)了重組人源化 PD-L1 單域抗體KN035。KN035于2016年4 月申報臨床并獲得受理，是全球首個進入臨床開發(fā)的PD-L1單域抗體，已在美國、中國和日本的多個臨床試驗超過500名患者中開展研究。

圖7. 納米抗體藥物的臨床進展情況

國內(nèi)研究納米抗體的公司包括三種類型，一類是做納米抗體藥，代表企業(yè)包括蘇州康寧杰瑞，億騰醫(yī)藥。另外一類是用納米抗體做CAR-T細胞療法，包括南京傳奇、深圳普瑞金、博生吉等。第三類是CDMO公司，也是數(shù)量最多的，包括成都阿帕克、康體生命科技等（圖8）。此種公司布局，一是說明國內(nèi)研發(fā)納米抗體的公司越來越多，對于相關的CRO服務的需求也開始增多。另外一方面，納米抗體應用于CAR-T也被一些公司所看好，希望能在細胞治療方面也能通過納米抗體形成差異化競爭。納米抗體應用于細胞治療具備幾方面優(yōu)勢，包括生產(chǎn)成本低，且多靶點不容易聚合和互相影響等，因此可以利用納米抗體研發(fā)出低成本，多靶點的CAR-T產(chǎn)品。另外由于納米抗體組織穿透力強，且容易改造，因此也被寄望解決CAR-T治療實體瘤的難題。

圖8. 中國涉及納米抗體研發(fā)的部分公司整理

要在競爭中占有一席地位，納米抗體公司必須形成差異化競爭

比利時生物制藥公司Ablynx是納米抗體的先驅(qū)者也是龍頭企業(yè)。Ablynx創(chuàng)立于2001,于 2017年上市, 2018年被賽諾菲39億歐元收購。Ablynx擁有第一個上市的納米抗體產(chǎn)品卡普賽珠單抗（Caplacizumab）。此產(chǎn)品的成功在于幾個方面：首先，市場切入點好。在Caplacizumab上市之前，aTTP沒有特異性療法，治療方式只能采用血漿置換或者免疫抑制來緩解，并且仍有高達10-20%的死亡率，同時還有治療后易發(fā)生治療耐受，停止血漿置換后病情迅速進展等問題。因此，治療上有極大未被滿足需求。其二，這個適應癥能充分利用納米抗體區(qū)別于普通抗體的優(yōu)勢，能夠揚長避短。首先Caplacizumab是首個針對aTTP的特異性療法，可以直接結(jié)合到vWF的A1區(qū)域，阻止血小板性微血栓的形成。納米抗體在血液里能快速均勻分布，藥效穩(wěn)定，因此對于血液類疾病有天生的優(yōu)勢。另外，雖然納米抗體有半衰期短的問題，但是此款藥物的機理就是結(jié)合vWF，而通過這種結(jié)合又能直接延長其半衰期，保證其在血中保留的時間，同時又解決了納米抗體的不足（圖9）。

圖9. Caplacizumab的治療原理

除了對適應癥的切入點好外，Ablynx還擁有技術優(yōu)勢：擁有可以靈活構(gòu)建雙價、三價等多特異性納米抗體的技術平臺（詳情見上），且專利保護強。Ablynx的產(chǎn)品線非常豐富，不僅僅局限于腫瘤，也涉及血液、炎癥、呼吸系統(tǒng)疾病等眾多疾病。在商業(yè)模式上也有多種開發(fā)方式，包括自己開發(fā)、直接給大的藥企做合作開發(fā)，或者直接授權(quán)開發(fā)等。Ablynx與AbbVie、BoehringerIngelheim、Eddingpharm、Merck& Co、Merck KGaA、Novartis、Novo Nordisk、Sanofi 和 Taisho Pharmaceutical Co., Ltd.等都有合作，既將研發(fā)失敗的風險進行成本控制，也保證了其平臺開發(fā)的藥物在后續(xù)有大藥廠的充沛的資源支持（圖10）。

圖10.Ablynx的產(chǎn)品研發(fā)管線以及合作藥企

康寧杰瑞的第一款產(chǎn)品雖然是已知靶點，且市場競爭激烈，但是產(chǎn)品與目前已經(jīng)上市和在研的PD-(L)1抗體相比，也有明顯的差異化優(yōu)勢：KN035是第一款可皮下注射的PD-(L)1抗體藥物，適用于不適合輸液患者，并且常溫下穩(wěn)定，能有效降低醫(yī)療成本。此外，康寧吉瑞的其他產(chǎn)品線還包括應用于血液類、眼科以及感染類疾病等的抗體（圖11）。這些領域也都能發(fā)揮納米抗體的分子量小，容易改造，在體內(nèi)能迅速分布等優(yōu)勢，與單抗形成對比。

圖11. 康寧杰瑞研發(fā)管線綜

上所述，要打造一個成功的納米抗體產(chǎn)品必須要充分利用納米抗體區(qū)別與傳統(tǒng)抗體不同的優(yōu)勢，如可靈活改造、組織穿透性好、水溶性高、可低成本量產(chǎn)等，做到揚長避短，才能在激烈的市場競爭中搶占一席。要做到以上，需要對于藥物市場、納米抗體本身擁有非常深刻的認識與積累。資料來源：

1. 吳越等 《納米抗體在癌癥治療中的應用》，生物工程學報，July25, 2017, 33(7): 1085−1090
2. van Bockstaele F, Holz JB,Revets H. The development of nanobodies for therapeutic applications. Curr OpinInvestig Drugs, 2009, 10(11): 1212–1224
3. Muyldermans S. Nanobodies:natural single-domain antibodies. Ann Rev Biochem, 2013, 82: 775–797
4. Sheridan C. NatureBiotechnology, 2017, 35(12):1115-1117
5. Pérez JMJ, Renisio JG, PrompersJJ, et al. Thermal unfolding of a llama antibody fragment: a two-statereversible process. Biochemistry, 2001, 40(1): 74–83
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