导读
目前肾脏疾病的治疗方式选择极为有限。纳米抗体是单域抗体，与传统抗体相比具有诸多优势。它稳定性高溶解度好，在静脉注射几分钟内即可到达主要器官的表面，而且单价或多价纳米抗体体内的半衰期具有可调节性。肾脏疾病包括原发性肾脏疾病，例如肾小球疾病、肾小管间质或肾脏对毒素、药物或诊断剂的副作用，以及感染和肾肿瘤。
此外，许多全身性疾病都可能导致肾脏损伤，例如心力衰竭、高血压和糖尿病。肾功能下降的患者通常会发展为终末期肾病（End Stage Renal Disease, ESRD），这需要透析和肾移植。在全球范围内，患有慢性肾病和ESRD的人数正在上升，给社会和医疗保健系统带来了巨大的负担。由于近几十年来肾脏特异性药物的治疗选择有限且进展缓慢，因此对新型疗法的需求仍然很高。所以，必须探索新的途径来寻找治疗肾脏疾病的新型药物和生物制剂。
今天，我们一起来了解纳米抗体在肾脏疾病中的潜在用途。
图1 纳米抗体在肾脏疾病中的潜在应用方向概览
一、肾小球疾病
肾小球滤器由孔内皮、肾小球基底膜和足细胞组成。后者在毛细血管袢周围构建了一个复杂的叉指网，次级足突形成裂隙隔膜，这是肾小球瓣的最小部分。虽然大的蛋白不能通过肾小球，但已知靶向足细胞跨膜蛋白的抗体可以穿过肾小球基底膜。因此，多数学者认为尺寸更小、半衰期延长的纳米抗体药物拥有更大的临床潜力。目前，表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）特异性纳米抗体在肿瘤的治疗和检测中已投入使用。此外，纳米抗体介导的自身抗体与足细胞膜蛋白结合的阻断也已被证明是治疗膜性肾病的有用治疗措施。而且，通过纳米抗体阻止循环分子对肾细胞造成伤害，在肾小球疾病中具有治疗潜力[1,2]。
图2 靶向EGFR的纳米抗体显示出有效的抗癌活性
二、炎症性肾病
单抗在恶性肾病中取得了较好的进展。但目前的临床标准方案基于皮质类固醇和非特异性免疫抑制剂，如利妥昔单抗、依库珠单抗、夫苏木单抗，但此种药物对患者有严重的副作用。在最近的文章中，有学者报道了一种抗炎纳米抗体靶向ATP门控P2X7离子通道的疗法。结果显示，用这种疗法可改善肾小球肾炎和接触性皮炎小鼠模型中的疾病。此外，Dano1等人设计了另一种针对人P2X7的纳米抗体，可以抑制内毒素引发的人血细胞释放IL-1β的能力，是目前正在开发的针对P2X7的小分子药物的1000倍[3]。
图3 阻断P2X7离子通道门控的纳米抗体可改善炎症
同时，目前TNFR1和TNFR2受体，由于其在保留免疫抑制方向的潜力，目前也是行业研究纳米抗体在恶发性肾病中的潜在靶标。到目前为止，已经开发了几种针对各种趋化因子的纳米抗体。在影响肾脏的自身免疫性疾病中，靶向产生自身抗体的浆细胞是一种很有前途的治疗策略。其中，蛋白酶体抑制剂（硼替佐米）和CD20特异性单克隆抗体（利妥昔单抗）已成功使用。使用重链形式的纳米抗体诱导的依赖性细胞毒性是一种有前途且特异性的靶向策略，可以消耗产生自身抗体的细胞。迄今为止，已经生产了几种靶向 B 细胞和浆细胞的纳米抗体用于抗肿瘤生成，但它们对肾脏自身抗体耗竭的有效性尚未得到研究。
图4 纳米抗体的结构
三、肾细胞癌
近年来，由于高度特异性的优势，许多单抗已获批用于癌症的治疗。例如，贝伐齐珠单抗（Avastin）已于2004年用于治疗结肠癌。Avastin也适用于治疗转移性肾细胞癌与干扰素α的联合使用。肾细胞癌成人中最常见的肾癌类型，并且存在III 期和 IV 期预后不良的问题。因此，临床上开展了抗血管生成疗法与免疫疗法相结合的方式，以期获得更好的结果。由于纳米抗体能够采用单抗的所有不同靶向策略，例如直接靶向癌细胞、细胞毒性部分递送或改变宿主免疫反应，因此它们有可能提供额外的益处。例如，与单克隆抗体相比，单体抗 Her2 纳米抗体在注射后几分钟内在肿瘤中显示出比单抗更快的积累和更均匀的分布。纳米抗体还可以与免疫系统协同使用，以靶向癌细胞。一个潜在的靶点是 CD38，这是一种在多发性骨髓瘤恶性浆细胞表面高度表达的胞外酶。基于纳米抗体的 CD38 特异性 hcAb 能够在肿瘤癌细胞系中诱导抗体依赖性细胞毒性，并在小鼠异种移植模型中抑制肿瘤生长，从而保证作为多发性骨髓瘤和其他血液系统恶性肿瘤的治疗方法进行进一步的临床开发。此外，可以对纳米抗体进行偶联以将药物递送到靶细胞，如四聚体抗 EGFR 纳米抗体与四价铂前药偶联。在小鼠模型中，该种药物模式显示出高靶向性、高抗肿瘤效力和低全身副作用。
四、肾脏替代疗法
肾脏疾病发展为ESRD，患者则需要开展肾脏替代疗法，如透析或肾移植。肾移植的主要问题涉及补体系统的激活以及机体的免疫排斥反应。C5 特异性抗体依库珠单抗已用于肾移植，以防止移植物功能延迟、抗体介导的排斥反应、非典型溶血性尿毒症综合征，但目前该疗法尚有争议。最近，针对补体级联反应的纳米抗体，如 C5 和 C4b，已显示出了新的希望。其可能以半衰期延长的形式，在肾脏替代疗法中具有协同作用和更具成本效益的治疗潜力。同时，在透析环境中，最近的一项研究表明，纳米抗体是适合从血液中纯化有毒物质的免疫吸附剂。
图5 基于纳米抗体的高性能免疫吸附剂，
用于从血液中选择性纯化β2-微球蛋白
纳米抗体也被称为单域抗体，是一种重链抗体，具有单一的可变抗原结合域。纳米抗体具有体积小、溶解性佳、良好的组织渗透性等显著优势，同时其有与染料靶向偶联的可能性，使得纳米抗体在成像和诊断领域也极有潜力。此外，许多临床前研究已经证明，纳米抗体是各种治疗应用中的有效药物。第一个治疗性纳米抗体 （Caplacizumab） 的批准，有望为更多基于纳米抗体的产品铺平道路。由于药物选择有限，肾脏病学领域的新型和特定疗法诸如纳米抗体，存在着巨大市场。未来，随着疾病的更细分和日益个体化的医学研究，会使得纳米抗体有更广阔的应用前景。
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参考文献
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[2] Fan J, Zhuang X, Yang X, Xu Y, Zhou Z, Pan L, Chen S. A multivalent biparatopic EGFR-targeting nanobody drug conjugate displays potent anticancer activity in solid tumor models. Signal Transduct Target Ther. 2021 Sep 3;6(1):320.
[3] Danquah W, Meyer-Schwesinger C, Rissiek B, Pinto C, Serracant-Prat A, Amadi M, Iacenda D, Knop JH, Hammel A, Bergmann P, Schwarz N, Assunção J, Rotthier W, Haag F, Tolosa E, Bannas P, Boué-Grabot E, Magnus T, Laeremans T, Stortelers C, Koch-Nolte F. Nanobodies that block gating of the P2X7 ion channel ameliorate inflammation. Sci Transl Med. 2016 Nov 23;8(366):366ra162.
[4] Huang C, Ren J, Ji F, Muyldermans S, Jia L. Nanobody-Based high-performance immunosorbent for selective beta 2-microglobulin purification from blood. Acta Biomater. 2020 Apr 15;107:232-241.
