深入解读纳米抗体在临床HIV疾病中的研究与应用

1993年，Hamers-Casterman等首次报道了骆驼血清中存在一种天然的、缺失轻链的重链抗体(heavy chain antibodies, HcAbs)，该抗体只包含重链可变区(variable domain of heavy chain，VHH)及常规的重链恒定区2(constant region of heavy chain 2，CH2)与CH3区。VHH相对分子质量约为15000，其晶体为直径约2.5 nm、长4 nm的圆柱体，因此也被称为纳米抗体(Nanobody，Nb)。随后，通过基因编辑或人工合成的人源化纳米抗体(Nanobody，Nb)也得到广泛研究和应用。
 
纳米抗体(Nanobody，Nb)是最小的功能性抗原结合片段，相较于经典抗体具有其独特的优势。尽管发现时间尚短，但是近年来关于纳米抗体(Nanobody，Nb)功能的研究快速增长，从最初每年数篇报导到2020年的600多篇报导也证实了纳米抗体(Nanobody，Nb)的重要性和广阔前景。近年来，研究者们发现纳米抗体(Nanobody，Nb)在肿瘤防治、疾病检测等多个领域具有独特优势。特别地，纳米抗体(Nanobody，Nb)也被发现在HIV感染的检测、预防和治疗等方面具有独特的优势和应用前景。

HIV主要感染CD4+ T细胞与单核-巨噬细胞，还能将自身基因组通过反转录整合到宿主基因组。潜伏感染的病毒及基因高度变异的病毒可逃脱宿主免疫，在病毒长期慢性感染过程中，部分患者体内变异的病毒抗原持续刺激宿主而逐渐产生广谱中和抗体，这些个体中病毒滴度可得到良好控制，从而显著延长感染者的存活期。 HIV表面约有10个由gp160组成的三聚体蛋白，在各类病毒中属于较少的，从而增加了抗体的识别难度。在HIV感染方面，纳米抗体有望成为一种新型的治疗策略。首先，纳米抗体可以用于靶向治疗。HIV感染过程中，病毒颗粒进入细胞后，会合成新的病毒颗粒，并将其释放出来，继续感染其他细胞。纳米抗体可以通过与病毒颗粒结合，阻止其进入细胞，从而抑制病毒的复制。此外，纳米抗体还可以通过与CD4受体结合，阻止病毒与细胞结合，从而阻断病毒的传播途径。其次，纳米抗体还可以用于诊断和监测。通过检测纳米抗体的浓度和亲和力，可以判断HIV感染的病情和治疗效果。此外，纳米抗体还可以用于病毒分型和耐药性分析，为临床治疗提供更加准确的信息。
 
在临床方面，来自中国的科学家通过研究开发了类病毒样富勒醇纳米颗粒作为HIV疫苗的佐剂，这对于艾滋病疫苗的研发具有重要的实际意义。2016年10月，来自英国利物浦大学的研究人员进行了一项新研究，他们希望通过纳米技术改善对HIV病人的药物治疗。2017年在美国西雅图市举办的逆转录病毒与机会感染会议上，英国利物浦大学的研究人员宣布了他们的最新研究成果，他们通过研究，利用纳米技术有效改善了用于治疗HIV感染者的药物疗法，而且在临床试验中研究者也取得了较好的结果。不仅如此，来自加拿大的研究人员也通过研究设计并合成出一种纳米尺度的DNA机器，该机器的定制修改特性可支持识别特定的目标抗体，这一研究成果将给目前缓慢、繁琐且昂贵的抗体检测过程带来革命性变化，有助于诊断风湿性关节炎、HIV等感染和其他自身免疫性疾病，从而减少疾病治疗延误，降低治疗开支。
未来，随着科学家们对纳米抗体的不断应用和深入研究，基于纳米技术开发更多对疾病进行诊疗的新型工具或技术也将更加广泛而深入，从而更多地造福于人类健康。