駱駝科動物活體內產生的對抗病原體的抗體受到了關注。病原體和抗體粘附在一起的尖端部分可作爲「奈米抗體」用於藥物。這種奈米抗體比普通抗體小,可以低成本量產,而且能抵抗溫度變化。預計到2030年,利用駱駝科動物製造的藥物或將實施普及,冶癒藥物可能會徹底發生變化。
最近,歐美的研究團隊接連在美國科學期刊《Science》上宣佈開發出了抑制新冠電腦病毒增殖的奈米抗體。
1993年 比利時的大學等宣佈駱駝科動物攜帶只有H鏈的抗體
2018年 首款奈米抗體藥物在歐洲透過審批
2019年 奈米抗體藥物在美國透過審批
2020年 研究人員報告多種可抑制新冠電腦病毒傳染的奈米抗體
2030年代 利用奈米抗體的藥物在臨牀上實施普及
德國波恩大學等向駱駝科動物大羊駝和小羊駝注射失去病原性的新冠電腦病毒等,製作出了與新冠電腦病毒結合的奈米抗體,然後利用X射線和電子顯微鏡確定了電腦病毒蛋白與奈米抗體的結合位置。在細胞實驗中應答這些抗體抑制了電腦病毒傳染。
在日本國内,由花王、北里大學和埼玉大學的校辦初創企業Epsilon Molecular Engineering組成的研究團隊以及京都大學等正以實施新冠電腦病毒的冶癒和診斷藥物爲目標推進奈米抗體的研發。
EME分析小羊駝的血液發現,其中含有約100萬億種奈米抗體基因。EME的土屋政幸董事表示:「無論哪種(電腦病毒等)抗原應該都能因應」。電腦病毒侵入活體內後,免疫細胞會產生抗體蛋白,抗體附着到電腦病毒上,就能使其失活。
奈米抗體示意圖
普通抗體呈「Y」字形。短分子貼近呈「く」字形的長分子,長短兩個分子聚集形成Y字形,利用尖端部分夾住異物。爲因應未知的病原體,免疫細胞會改變抗體的形狀,可以與病原體精準結合,因此抗體藥物有望獲得非常好的療效。
但抗體尺寸比較大,由於是利用細胞製造,價格容易變得昂貴。而且需要冷凍或冷藏保存。被認爲能解決這個問題的是奈米抗體。駱駝、小羊駝、大羊駝和鯊魚等除了普通的抗體外,還會產生僅由長分子形成的小抗體。尖端部分比普通抗體小,「能深深潛入(目標溝槽)」(土屋董事)。
這種小抗體被稱爲奈米抗體(VHH抗體),尺寸約爲普通抗體的十分之一。可以將基因導入大腸桿菌和酵母中低成本生產。而且能抵抗溫度變化,方便保存和運輸。還可以將奈米抗體製成粉末狀,用於預防傳染的鼻腔噴劑。
北里大學等利用基因在試管内再現了奈米抗體。
京都大學的高折晃史教授等人組成的研究團隊正在研究向小羊駝注射新冠電腦病毒蛋白並對血液進行分析,以篩選具有高結合力的奈米抗體。據介紹:「透過向活體內注射抗原,極有可能獲得具有高結合力的奈米抗體」。該研究團隊的目標是製作與新冠電腦病毒結合的奈米抗體。
開發效果持久的奈米抗體
成爲奈米抗體的「H鏈抗體」是1993年發現的。比利時的布魯塞爾自由大學等的研究團隊宣佈駱駝科動物攜帶這種抗體。當時圍繞普通抗體的研究非常活躍,並沒有認真推進奈米抗體的研究。因爲對H鏈抗體的特點不甚瞭解。
不過,2018年使用奈米抗體的血液病冶癒藥物「Caplacizumab」全球首次在歐洲透過審批,奈米抗體再次受到了關注。2019年該藥在美國也透過審批。「隨着(奈米抗體冶癒藥物)在歐洲透過審批,大型製藥公司也開始涉足奈米抗體研究」(EME董事土屋)。
據悉,包括癌症和風溼病冶癒藥物等在内,目前全球大約有50種奈米抗體藥物正在進行臨牀研究。
奈米抗體也存在問題。由於本來是駱駝科動物的抗體,需要製成能用於人體的形狀。
另外,奈米抗體的尺寸比普通抗體小,會透過腎臟排出。直接注入活體內的話,30~40分鐘左右就會減量一半。而普通抗體2周左右才減量一半。
爲延長半衰期,目前還在開發透過結合多種奈米抗體或者使抗體附着於血清來延長在活體內的滯留時間的技術。
日文:藤井寬子、《日經產業新聞》、2021年2月5日
中文:JST客觀日本編輯部