纳米抗体（Nanobody/VHH）近1月研究进展汇总

检索时间： 2026年6月1日检索范围： PubMed及主流期刊（Nature系列、Cell Death & Disease、PLOS系列、Frontiers in Immunology等）2026年3月-5月发表的最新研究检索关键词： nanobody、纳米抗体、VHH、single-domain antibody、单域抗体

一、检索概览

本次检索共筛选出 7项代表性原创研究（其中5项发表于2026年5月），涵盖抗病毒感染、肿瘤免疫治疗、食品安全检测、结构生物学工具、蛇毒中和以及TNFR信号调控等多个方向。以下按发表时间从近到远逐一汇总。

二、各研究详细汇总

研究1：PEG化纳米抗体VHH4917靶向HBsAg治疗慢性乙型肝炎

纳米抗体如何开发？

• 从羊驼纳米抗体噬菌体展示文库中筛选获得靶向HBV表面抗原（HBsAg）的高亲和力纳米抗体VHH4917
• 通过位点特异性PEG化（PEGylation）工程对VHH4917进行修饰，以改善其药代动力学特性（延长循环半衰期）

如何使用纳米抗体？

• VHH4917直接作为抗病毒治疗药物，靶向并中和HBsAg
• PEG化修饰使其适用于体内长期给药，在慢性HBV感染小鼠模型中验证

效果如何？

• VHH4917展现出多效性抗病毒活性（pleiotropic efficacy），超越单纯的中和作用：
• PEG化后进一步增强体内抗病毒效力

回答了什么科学问题？

• 小尺寸纳米抗体是否能实现超越传统抗体的多重抗病毒机制？ → 是的，VHH4917证明单一纳米抗体即可通过独立机制同时抑制病毒生命周期的多个步骤
• PEG化能否使纳米抗体成为慢性病毒感染的长效治疗药物？ → 在HBV模型中提供了概念验证，为纳米抗体在慢性病毒感染中的临床应用奠定基础

研究2：基于纳米抗体的通用TNFR激动剂平台

纳米抗体如何开发？

• 使用针对TNFRSF家族9个不同成员（41BB、BCMA、CD40、CD95、GITR、OX40、TNFR1、TNFR2、TRAILR2/DR5）的特异性纳米抗体
• 将单链编码的纳米抗体三联体（3xNb）与不同寡聚化蛋白支架进行基因融合：
• 在HEK293细胞中表达，产量优异

如何使用纳米抗体？

• 作为TNFR信号通路的强效激动剂工具和研究试剂
• 潜在应用于肿瘤免疫治疗（如靶向41BB、OX40、GITR激活抗肿瘤T细胞）、自身免疫病治疗和基础信号通路研究
• 在原代人类T细胞中验证了Treg扩增和T细胞共刺激功能

效果如何？

• 亚纳摩尔至亚皮摩尔级活性：EC50值在10-100 pM范围，CD95特异性十二价抗体甚至低于10 pg/mL
• 与商业化配体基准物相比，24个寡价构建体中的19个表现出>200倍的比活性优势
• 可激活经典NFκB、替代NFκB、凋亡和程序性坏死等多种信号通路
• 在60°C热稳定性测试中活性无损（配体对照显著下降）
• 3xNb:GITR-TNC和3xNb:TNFR2-GCN4在10-50 ng/mL极低浓度即可显著扩增Treg

回答了什么科学问题？

• TNFR激活的最小充分条件是什么？ → 研究表明六价或更高价数诱导的空间邻近效应即是TNFR激活的充分条件，无需特定有序的分子组装
• 能否建立一个通用平台从任何TNFR特异性纳米抗体生成激动剂？ → 是的，该方法对结构各异、功能多样的TNFR均适用，提供了可预测、可推广的设计原则

研究3：Rimteravimab（XVR011）VHH-Fc抗COVID-19临床I期试验

纳米抗体如何开发？

• Rimteravimab（XVR011）由两个相同的VHH组成，靶向SARS-CoV-2刺突蛋白RBD，通过人IgG1 Fc片段连接，并沉默了Fc效应功能
• 在CHO细胞中生产，为人源化VHH-Fc构建体

如何使用纳米抗体？

• 作为COVID-19治疗性抗体药物，通过单次静脉输注给药
• 两项Phase 1临床试验：
• 测试剂量：250 mg、500 mg、1,000 mg

效果如何？

• 安全性优异：无治疗相关严重不良事件、无输液反应、无死亡
• 药代动力学优异：半衰期长达15.4-17.0天（健康人），患者中11.4-15.6天
• 给药后病毒载量下降，症状缓解中位时间呈剂量依赖性缩短趋势（27.2天→20.3天）
• 免疫原性可控：约30%患者出现短暂治疗诱导ADA，但不影响PK/PD
• ⚠️ 对Omicron BA.2变体失去中和效力，导致该分子停止开发，但为平台验证提供了关键临床数据

回答了什么科学问题？

• VHH-Fc构建体能否安全用于人类？ → 首次在感染性疾病患者中测试VHH-Fc，证实了良好的安全性、长半衰期和可控免疫原性
• 单域抗体Fc融合蛋白的药代动力学特征如何？ → 确立了约16天的末端半衰期和线性PK特征
• 为VHH-Fc平台在其他适应症（如RSV、流感等呼吸道病毒） 的后续开发铺平了道路

研究4：纳米抗体CDR3嵌入式结合机制的结构解析与理性进化

纳米抗体如何开发？

• 以之前开发的抗细交链孢酮酸（TeA） 纳米抗体Nb3F9为模型
• 通过X射线晶体学解析其三维结构与TeA复合物的结构
• 结合计算预测与定点突变策略（Y107K突变）进行理性进化

如何使用纳米抗体？

• 作为食品安全检测中的免疫分析试剂，用于检测真菌毒素TeA
• 通过结构指导的分子进化提升检测灵敏度

效果如何？

• 成功解析了Nb3F9的晶体结构，TeA深度嵌入CDR3区域，被10个氨基酸残基组成的结合口袋包裹
• 突变体Nb3F9-Y107K实现8.6倍灵敏度提升，同时保持优异稳定性和高特异性
• 提供了一种结构指导的理性设计框架用于纳米抗体的分子进化

回答了什么科学问题？

• 纳米抗体识别小分子半抗原的结构基础是什么？ → 揭示了CDR3嵌入式结合模式——TeA深入CDR3形成的结合口袋，而非传统的表面结合
• 能否通过结构生物学指导纳米抗体的定向进化以改善其分析性能？ → 是的，Y107K的单点突变即可获得接近一个数量级的灵敏度提升，证明了理性设计的有效性
• CDR3在纳米抗体结合小分子中的独特作用 → 为后续食品安全和环境检测纳米抗体的优化提供了通用框架

研究5：高亲和力纳米抗体靶向LEDGF PWWP结构域抑制染色质结合

纳米抗体如何开发？

• 用重组LEDGF PWWP结构域免疫骆驼科动物
• 通过免疫噬菌体展示文库筛选亲和力
• 在大肠杆菌中重组表达，通过X射线晶体学进行结构表征
• 筛选获得9个序列不同的纳米抗体，其中7个为纳摩尔级亲和力

如何使用纳米抗体？

• 作为结构生物学研究工具（探测蛋白质结构域的结构与功能）
• 作为功能性抑制剂，破坏LEDGF-染色质相互作用
• 作为基于结构的药物设计起点（SBDD模板）
• 由于LEDGF PWWP结构域缺乏理想的小分子结合口袋，纳米抗体提供了替代靶向策略

效果如何？

• NbH10在体外以剂量依赖性方式抑制全长LEDGF/p75与H3K36me3修饰核小体的相互作用
• 5个纳米抗体表现出交叉反应性（也结合HRP-2），提示靶向保守功能表面
• 解析了NbC03和NbH10的晶体结构：NbH10形成罕见的结构域交换二聚体
• 这是首次有纳米抗体能够功能性破坏LEDGF-染色质结合

回答了什么科学问题？

• 纳米抗体能否靶向"不可成药"的蛋白质结构域？ → 是的，PWWP结构域因无理想结合口袋而难以用小分子靶向，纳米抗体成功实现了高亲和力结合和功能性抑制
• 纳米抗体如何区分近缘蛋白家族成员？ → 通过筛选获得了选择性不同（泛结合vs.特异性）的纳米抗体panel，揭示了PWWP结构域的保守和可变功能表面
• 对HIV-1整合机制的意义 → LEDGF是HIV-1整合的关键宿主因子，该研究为开发新型抗HIV策略提供了新思路

研究6：抗CD28共刺激VHH用于三特异性T细胞衔接器肿瘤免疫治疗

纳米抗体如何开发？

• 用重组人CD28蛋白免疫双峰骆驼
• 构建库容2.3×10⁹的噬菌体展示免疫文库（阳性率90%）
• 3轮亲和淘选→95个独特序列→34个代表性VHH→功能表征
• 通过AlphaFold3进行结构预测和表位映射
• 利用knob-into-hole Fc异源二聚化平台构建三特异性T细胞衔接器

如何使用纳米抗体？

• 作为三特异性T细胞衔接器（Tri-TCE） 中的CD28共刺激模块
• Tri-TCE结构：抗DLL3（肿瘤靶向）+ 抗CD3（TCR激活）+ 抗CD28（共刺激信号）
• 整合到已上市药物Tarlatamab的DLL3/CD3双特异性骨架上

效果如何？

• 筛选到34个VHH，EC50范围为7-130 nM
• 所有VHH仅在联合抗CD3时激活T细胞（非超激动剂，安全性优于TGN1412）
• Tri-TCE-VHH38 EC50仅为0.09 nM，相比双特异性对照降低16.6倍，最大杀伤提高1.4倍
• 具有DLL3依赖性（对阴性细胞无杀伤），37°C稳定性>14天
• VHH38以侧向结合取向结合CD28，空间上阻碍过度交联——解释了其共刺激活性而非超激动剂活性的结构基础

回答了什么科学问题？

• CD28共刺激能否增强双特异性T细胞衔接器的抗肿瘤活性？ → 显著可以，Tri-TCE的效力比Bi-TCE提升16.6倍
• 如何避免CD28激动剂的超激动剂毒性（TGN1412的教训）？ → 结构解析揭示VHH38的侧向结合取向是关键——该取向空间上防止了CD28的过度交联但保留了共刺激信号
• 纳米抗体在复杂多特异性抗体工程中的模块化优势 → VHH的小尺寸、单链特性和稳定性使其成为多特异性构建体的理想模块

研究7：双特异性VHH-Fc中和眼镜蛇蛇毒

纳米抗体如何开发？

• 构建双特异性VHH：同时靶向α-神经毒素（αNTX）和磷脂酶A2（PLA2）——蛇毒的两种主要毒素
• 与人IgG1 Fc融合（形成双特异性VHH-Fc二聚体）
• 在中国仓鼠卵巢（ExpiCHO-S）细胞中表达，产量63.8-95.7 mg/L
• 优化的表达条件：34.5°C培养，DNA:PEI-Max = 1:5

如何使用纳米抗体？

• 作为下一代重组抗蛇毒血清，替代传统马源抗蛇毒血清
• 通过静脉注射给药，在小鼠模型中评估中和效力
• 利用Fc融合延长半衰期并降低免疫原性

效果如何？

• 双特异性VHH-Fc对粗蛇毒表现最强结合信号
• 小鼠模型中：双特异性VHH-Fc生存率（50%）高于马源抗蛇毒血清（33%）
• 更高剂量（2x ED₅₀）下实现100%完全保护
• 所有VHH-Fc制剂的半数有效剂量（ED₅₀）均优于或等于马源血清

回答了什么科学问题？

• 重组双特异性纳米抗体能否替代动物源抗蛇毒血清？ → 在小鼠模型中提供了有力的概念验证
• 体外结合活性是否能预测体内保护效力？ → 不能——双特异性VHH-Fc体外结合最强但体内保护不如单特异性VHH-αNTX-Fc，揭示了体外/体内相关性的复杂性，可能涉及空间位阻和构象稳定性
• 为被忽视热带病（蛇咬伤）提供了更安全、可标准化生产的治疗策略

三、综合分析

（一）纳米抗体的开发方法汇总

（二）纳米抗体的使用方式汇总

（三）总体效果与趋势

1. 亲和力水平持续突破：多数研究获得纳摩尔甚至亚皮摩尔级亲和力
2. 多特异性/多价工程成为主流：从简单的单价纳米抗体向双特异性（研究7）、三特异性（研究6）和多价（研究2）方向发展
3. 临床转化加速：VHH-Fc首次完成感染性疾病患者的Phase 1临床研究（研究3），验证了安全性和PK特征
4. 结构生物学深度融合：X射线晶体学（研究4、5）和AlphaFold3（研究6）广泛用于指导理性设计
5. PEG化/糖基化工程成熟：成功改善纳米抗体的药代动力学缺陷

（四）回答的核心科学问题

四、参考文献

1. Yang Q, et al. A PEGylated nanobody against HBsAg exhibits pleiotropic antiviral efficacy in hepatitis B models. J Nanobiotechnology. 2026 May 29. PMID: 42216052.
2. Lang I, et al. A simple and broadly applicable nanobody-based approach to generate potent TNFR agonists. Cell Death Dis. 2026 May 30;17:518.
3. Jansen E, et al. Characterization of the VHH-Fc construct rimteravimab in healthy adults and patients hospitalized for mild-to-moderate COVID-19. PLOS Med. 2026 May 29.
4. Wei XF, et al. Structural basis of a CDR3-embedded binding mechanism in a nanobody for sensitivity enhancement toward tenuazonic acid. Anal Bioanal Chem. 2026 May 28. PMID: 42207200.
5. Vantieghem T, et al. High-Affinity Nanobody Against the LEDGF PWWP Domain Inhibits Chromatin Binding In Vitro. Biomolecules. 2026 May 13;16(5):716. PMID: 42194065.
6. [Author list]. Discovery of co-stimulatory anti-CD28 VHHs for developing cancer immune therapeutic anti-tumor/CD3/CD28 trispecific T cell engager. Front Immunol. 2026 Apr 17;17:1812063.
7. Pothisamutyothin K, et al. Bispecific single-domain antibody (VHH) fused with human IgG1 Fc with dual specificity effectively neutralize Naja kaouthia venom. PLOS Negl Trop Dis. 2026 Mar 17.
8. Gordon GL, et al. Characterising nanobody developability to improve therapeutic design using the Therapeutic Nanobody Profiler. Commun Biol. 2026 Jan 31;9:344.

报告生成日期：2026年6月1日 | 自动化任务：每周检索纳米抗体应用