从头设计双特异性纳米抗体

从头设计双特异性纳米抗体配合介绍

1 产品概述

单链片段可变区（scFv）作为保留亲本单抗抗原结合特异性的最小功能单位，凭借灵活的分子结构与广泛的适配性，成为生物医学领域的核心工具。它由抗体轻链可变区（VL）与重链可变区（VH）通过柔性连接子融合而成，在双特异性抗体构建、CAR-T细胞疗法、诊断试剂开发等场景中发挥关键作用，尤其在癌症治疗中展现出靶向杀伤、信号阻断等多元应用潜力。

2 scFv抗体

scFv结构

    2.1 双特异性/多特异性抗体构建

作为关键结合模块，用于设计靶向多个抗原的治疗性抗体，满足复杂疾病治疗需求。

    2.2 细胞免疫疗法

作为CAR-T/CAR-NK细胞表面的抗原识别结构域，介导免疫细胞对肿瘤细胞的特异性杀伤。

    2.3 诊断与检测试剂

用于开发高特异性的分子探针，应用于疾病标志物检测、病理切片分析等场景。

3 SCFV的应用（以癌症治疗为例）

    3.1 T细胞衔接双特异性scFv抗体

通过双特异性结构衔接T细胞与肿瘤细胞，激活T细胞杀伤肿瘤。代表药物Blinatumomab（FDA批准），由抗CD19和抗CD3的scFv组成，可诱导CD3+T细胞与CD19+肿瘤细胞形成突触，上调黏附分子、释放细胞毒性蛋白和促炎细胞因子，最终导致肿瘤细胞裂解凋亡。

图1 Blinatumomab结构与作用机制

    3.2 毒素偶联scFv（免疫毒素）

scFv与细菌/植物毒素融合，靶向递送毒素至肿瘤细胞。代表药物Moxetumomab pasudotox（FDA批准），由抗CD22 scFv与假单胞菌外毒素A片段（PE38）组成，结合CD22后内吞进入肿瘤细胞，PE38通过ADP-核糖基化抑制EF-2功能，降低抗凋亡蛋白Mcl-1水平，诱导凋亡。

图2 Moxetumomab pasudotox结构与作用机制

    3.3 嵌合抗原受体（CAR）-T细胞

将scFv作为CAR的抗原结合域，修饰T细胞后回输患者。scFv靶向肿瘤特异性抗原（如CD19、BCMA、间皮素等），使CAR-T细胞特异性识别肿瘤细胞，激活T细胞释放细胞因子（IL-2、IFN-γ）和细胞毒性分子（颗粒酶、穿孔素），诱导肿瘤细胞凋亡。广泛应用于白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、胰腺癌等。

    3.4 纳米颗粒偶联scFv

scFv修饰纳米颗粒（脂质体、量子点等），实现药物靶向递送或肿瘤成像。例如，抗FAP scFv修饰的脂质体负载伊立替康，联合RGD和R9肽增强肿瘤细胞穿透；量子点偶联抗GRP78 scFv，靶向乳腺癌细胞并抑制AKT磷酸化，抑制肿瘤生长。

    3.5 信号通路与生物活性阻断

scFv直接结合肿瘤相关分子，阻断其介导的增殖、侵袭信号。例如，抗ALCAM scFv增强他莫昔芬对耐药乳腺癌细胞的抗增殖作用，减少迁移侵袭；抗Reg3α scFv阻断EXTL3-PI3K-Akt通路，抑制结直肠癌增殖；抗PD-L1/PD-1 scFv阻断免疫检查点。

图3 （A）为CAR-T细胞作用机制；（B）为纳米颗粒偶联scFv作用机制（C）为信号通路阻断作用机制

    3.6 载体介导的原位递送scFv

细菌载体递送：利用厌氧菌（如双歧杆菌）靶向肿瘤缺氧微环境，携带scFv基因在肿瘤原位表达。例如，改造双歧杆菌表达抗HER2 scFv，阻断HER2信号通路，抑制肿瘤生长。

腺病毒+CIK细胞递送：重组腺病毒携带scFv基因，通过细胞因子诱导杀伤（CIK）细胞靶向递送至高肿瘤部位。例如，抗p21Ras scFv通过该体系递送，在结直肠癌、肺癌、肝癌模型中发挥作用；细胞穿透肽（CPPs）介导scFv胞内递送，阻断Ras信号。

图4 （A）双歧杆菌介导Trastuzumab scFv原位递送;（B）腺病毒+CIK细胞递送抗p21Ras scFv.

参考文献链接：https://doi.org/10.3390/biomedicines11061610

4 意昂高亲和scFv抗体设计

意昂凭借前沿手段与成熟流程，推出高亲和scFv抗体设计手段配合，以精准设计、严格筛选、可靠结果，为科研团队打通抗体开发“快车道”。

    核心设计流程scFv

（1）基于IgGM生成模型，实现端到端抗体设计，输入抗原结构与抗体框架区序列，即可同步生成CDR序列、抗体三维结构及抗原-抗体复合物结构，迅捷产出200个候选scFv抗体。

（2）经Hdock分子对接筛选，结合模板匹配与自由对接算法，以-200为核心结合阈值，精准识别稳定性强、亲和力高的候选抗体，置信度得分更直观反映结合潜力。

（3）借助AlphaFold3一对一精细建模，通过pTM（整体结构准确性）与ipTM（界面结合准确性）双指标验证，确保抗体复合物结构的可靠性与生物学意义。

IgGM是TFDesign-sdAb框架的核心生成模块，专为单域抗体（sdAb）功能施工设计。主要具有以下核心用途：

●  协同生成sdAb的序列与三维结构，仅需输入目的配体（如Protein A）结构、抗原表位及待改造sdAb序列。

●  同时改良sdAb的互补决定区（CDRs）和框架区（FRs），在保留抗原结合特异性的前提下，赋予 sdAb新功能（如Protein A结合能力）。

●  大幅度产生候选sdAb变体，为后续筛选赠与充足样本库。

参考文献链接：https://doi.org/10.1038/s41421-025-00843-8