纳米抗体+内源性抗体：纳米抗体“万能接合剂”，调动全身抗体围剿肿瘤

2025年7月，波士顿儿童医院Hidde Ploegh团队在 《Nature Biomedical Engineering》 发表研究，报道了一种基于纳米抗体的双特异性抗体接合器。通过将靶向CTLA-4或PD-L1的纳米抗体与识别κ轻链的纳米抗体（VHHkapp）融合，该融合蛋白能高效招募体内所有类型的免疫球蛋白，调动多种Fc效应功能，在小鼠结肠癌和黑色素瘤模型中展现出优于传统单抗的抗肿瘤活性。

研究流程：
构建VHH-VHHkapp融合蛋白 → 体外验证亲和力及Ig招募能力 → 体内抗肿瘤疗效评估 → 机制分析（Treg耗竭、FcγR依赖）→ 药物偶联（美登素/STING激动剂）增强疗效

一、为什么这是突破？——“调动全军”的免疫接合剂

传统免疫治疗依赖单一单抗，仅利用一种IgG亚型的Fc效应。本研究首创用纳米抗体构建双特异接合器，可同时招募体内全部五种免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA、IgD、IgE），激活所有Fc效应功能（ADCC、ADCP、CDC），实现远超单抗的抗肿瘤效果，且可偶联药物进一步提升疗效。

二、如何设计的，实验逻辑“三步走”

第一步：设计双特异融合蛋白。将靶向CTLA-4的VHH（H11）或靶向PD-L1的VHH（A12）与抗κ轻链的VHHkapp通过基因融合，C端引入LPETG分选酶标签和His tag（用于纯化和定点偶联）。

第二步：验证体外功能。ELISA和SPR证实融合蛋白对靶点（CTLA-4/PD-L1）及小鼠多克隆IgG均保持pM级亲和力；流式证明其能将IgG、IgM、IgA招募到PD-L1阳性肿瘤细胞表面。

第三步：体内疗效与机制解析。在MC38和B16-F10/GVAX模型中，H11-VHHkapp显著抑制肿瘤生长，优于传统抗CTLA-4单抗9H10。机制上，该融合蛋白通过FcγR途径选择性耗竭瘤内调节性T细胞（Treg），并延长自身半衰期（44 h vs 裸VHH的<30 min）。A12-VHHkapp同样优于抗PD-L1单抗，且可通过分选酶偶联美登素或STING激动剂进一步增效。

三、关键数据：数字背后的“硬核”实力

• 亲和力：H11-VHHkapp和A12-VHHkapp对靶点及IgG的结合均为pM级，解离速率低至10⁻⁵-10⁻⁶ s⁻¹（图2c-d）。

• 半衰期：⁸⁹Zr标记显示H11-VHHkapp在小鼠体内半衰期达44.2 h，而裸VHH仅数分钟（图3e）。

• Treg耗竭：治疗使瘤内Treg比例从~10%降至~2%，而脾脏Treg不受影响（图3c）。

• 肿瘤抑制：MC38模型中，H11-VHHkapp治疗组100%小鼠无瘤存活，9H10组仅部分有效（图3f）。A12-VHHkapp-DM4使5/6小鼠肿瘤完全消退（图6a）。

• STING激动剂增效：A12-VHHkapp-STING激动剂治愈50% MC38荷瘤小鼠，且仅诱导肿瘤局部IFN-β，无全身毒性（图7a，扩展数据图7b）。

  
  

传统单抗仅利用一种IgG亚型，而本融合蛋白通过VHHkapp结合所有κ轻链抗体，将内源性IgG、IgM、IgA等全部募集到肿瘤部位。不同Ig亚型可激活不同效应细胞（如IgG激活NK细胞，IgA激活中性粒细胞），协同放大ADCC、ADCP和CDC作用。此外，融合蛋白与Ig结合后分子量增大，半衰期显著延长。机制研究表明，抗CTLA-4融合蛋白主要通过FcγR介导的ADCC耗竭Treg，而非补体途径（图3d），这解释了其强效抗肿瘤活性。

五、优势所在：为何这种方法更优？

• 高效性：同时利用体内全部抗体库，无需人工改造Fc，即可调动多种效应功能。

• 模块化平台：可灵活更换靶向VHH，并可通过分选酶定点偶联不同药物（毒素、免疫激动剂），实现精准联合治疗。

• 安全性：融合蛋白本身及药物偶联物均未引起明显体重下降、肝肾功能损伤或全身炎症。

• 克服耐药：对于对单一单抗不敏感的肿瘤（如MC38对CTLA-4单抗耐药），该策略仍能完全清除肿瘤。

本研究为癌症免疫治疗提供了全新范式：利用内源性抗体作为效应器，通过纳米抗体双特异接合器实现强大而安全的抗肿瘤免疫。该平台可拓展至其他靶点（如OX40、CD47、CD20等），并有望开发成“即用型”药物，无需个体化制备。未来在人源化版本中，需验证VHHkapp对人κ轻链的亲和力（已存在相应纳米抗体）及临床安全性，为转化医学铺平道路。

文献来源：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.