纳米抗体定制开发服务 – VHH抗体发现 / 驼源免疫 / 噬菌体展示 / 亲和力成熟 / 人源化改造
纳米抗体(Nanobody,Nb) ,又称单域抗体(single-domain antibody, sdAb) 或 VHH 抗体,是来源于驼科动物(羊驼、骆驼、美洲驼等)体内天然重链抗体的单个可变结构域,是已知最小的抗原结合片段。本公司提供从抗原制备、羊驼免疫、VHH 噬菌体文库构建、高通量生物淘选、阳性克隆鉴定、重组表达纯化到抗体人源化与亲和力成熟的全流程一站式纳米抗体定制开发服务,广泛应用于肿瘤免疫治疗、抗体偶联药物(ADC)、CAR-T 细胞治疗、分子影像诊断、快速检测试剂开发及神经退行性疾病研究等领域。
服务技术原理
纳米抗体源自驼科动物体内天然存在的重链抗体(HcAb) ,该类抗体天然缺失轻链及 CH1 恒定区,仅由两条重链组成,其抗原结合功能由重链上的单个可变结构域(VHH) 承担。VHH 的分子量仅约 15 kDa,远小于传统抗体(~150 kDa),是自然界已知最小的抗原结合单元。
纳米抗体定制开发的核心技术路线为 “羊驼免疫 + 噬菌体展示” 。首先将目标抗原免疫羊驼等驼科动物,诱导其体内产生针对该抗原的特异性重链抗体;随后从免疫动物外周血中分离 B 淋巴细胞,提取总 RNA 并反转录为 cDNA,通过 PCR 扩增获得多样化的 VHH 基因片段;将 VHH 基因片段克隆至噬菌体展示载体,构建多样性高达 10⁹~10¹¹ 级别的 VHH 噬菌体展示文库;以固定化的靶标抗原为“诱饵”,对文库进行 3~4 轮“吸附-洗涤-洗脱-扩增”的生物淘选(Biopanning) ,逐级富集与靶标特异性结合的噬菌体克隆;最后通过单克隆噬菌体 ELISA 鉴定阳性克隆并进行 DNA 测序,获得编码高亲和力纳米抗体的基因序列。
主要服务内容
抗原制备与质控:根据客户提供的靶点信息(蛋白名称、基因 ID 或序列),设计并制备高质量免疫原,支持重组蛋白、多肽(需偶联载体蛋白)、细胞、病毒样颗粒(VLP)、DNA/mRNA 等多种抗原形式;通过 SDS-PAGE 确认纯度(≥90%)及 ELISA 确认抗原活性;
驼科动物免疫:选用健康适龄羊驼(Alpaca)、骆驼(Camel)或美洲驼(Llama)进行定向免疫;采用优化的免疫佐剂和免疫程序进行 4~5 轮免疫;通过 ELISA 定期监测血清效价,确保免疫应答充分后采血分离外周血淋巴细胞(PBMC);
VHH 噬菌体文库构建:从免疫动物 PBMC 中提取总 RNA,反转录为 cDNA,通过巢式 PCR 特异性扩增 VHH 基因片段;将 VHH 基因克隆至噬菌体展示载体(M13 噬菌体 pIII 蛋白展示系统);构建多样性达 10⁹~10¹¹ 级别的高质量 VHH 噬菌体展示文库;文库质控包括库容测定(≥10⁹ cfu)、插入率(≥90%)及序列多样性评估;
高通量生物淘选与筛选:支持 固相筛选(靶标固定于酶标板/磁珠)、液相筛选(生物素化靶标+链霉亲和素磁珠)及 全细胞筛选(活细胞表面靶标)等多种模式;经过 3~4 轮 淘选富集特异性结合克隆;淘选过程中设置严格的阴性对照和背景扣除策略,确保筛选特异性;
阳性克隆鉴定与测序:从最后一轮淘选产物中挑取单克隆,通过 噬菌体 ELISA 验证与靶标的结合活性;对阳性克隆进行 Sanger 测序,获得插入 VHH 的编码序列;交付 10~50 株以上 独特 VHH 序列;
重组纳米抗体表达与纯化:将阳性 VHH 基因克隆至表达载体,支持 大肠杆菌(E. coli) 、HEK293 和 CHO 等多种表达系统;可提供 His-tag、Fc-tag、GST-tag 等多种标签选项;纯化抗体纯度可达 >95%(SDS-PAGE 检测);
抗体工程改造:提供 亲和力成熟(通过定点突变、抗体库再筛选等方式精细调控亲和力);提供 纳米抗体人源化(通过 CDR 移植及计算机辅助结构模拟设计,人源化程度可达 >85%~95%,显著降低免疫原性);支持 多价 VHH、VHH-Fc 融合、双特异性抗体 等多种工程化形式;
功能验证与结构建模:支持 ELISA、FACS、SPR/BLI 亲和力测定(平衡解离常数 KD 可达 nM~pM 级别);基于抗体序列构建三维结构模型,辅助亲和力优化与位点修饰。
典型应用场景
肿瘤免疫治疗:开发靶向肿瘤相关抗原(如 HER2、PD-L1、EGFR、BCMA 等)的纳米抗体,用于 CAR-T 细胞治疗、ADC 药物开发及双特异性抗体设计;
分子影像与诊断:开发放射性核素标记或荧光标记的纳米抗体探针,用于 PET/SPECT 肿瘤成像、术中导航及快速诊断试剂盒开发;
抗体偶联药物(ADC) :开发高特异性纳米抗体作为 ADC 的靶向载体,提高肿瘤靶向性和治疗效果;
神经退行性疾病研究:开发能够穿越血脑屏障的纳米抗体,用于阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病的诊断与治疗研究;
感染性疾病与抗病毒研究:开发针对病毒表面蛋白的中和纳米抗体,用于抗病毒药物开发及快速检测;
结构生物学与基础研究:制备用于蛋白质晶体结构解析、冷冻电镜(Cryo-EM)研究的纳米抗体,稳定蛋白构象、促进结晶。
服务优势(为什么选择我们)
全流程一站式服务:客户仅需提供靶点信息,我们完成从抗原制备、动物免疫、文库构建、高通量筛选、重组表达到功能验证的整套服务;
超大库容与高多样性:免疫文库多样性达 10⁹~10¹¹ 级别,充分保障低丰度高亲和力候选序列的覆盖;同时提供 千亿级天然噬菌体文库 供快速筛选,大幅缩短开发周期;
多物种来源保障多样性:样本来源覆盖羊驼(Alpaca)、骆驼(Camel)、美洲驼(Llama)等多种驼类,提供更高的抗体序列多样性;
高亲和力与高特异性:筛选获得的纳米抗体平衡解离常数 KD 一般可达 nM 级别,部分可达 pM 级别;
多种筛选模式灵活可选:支持固相、液相、全细胞、差减筛选、竞争筛选及交叉筛选等多种策略,适配可溶性蛋白、膜蛋白、GPCR、离子通道等各类靶标;
完善的质控与验证体系:涵盖 SDS-PAGE、SEC-HPLC、ELISA、FACS、SPR/BLI 亲和力测定、内毒素检测等多维度质控;
知识产权归客户所有:筛选获得的纳米抗体序列及相关知识产权 完全归客户所有,我们承诺严格保密。
样本要求与交付周期
样本类型 要求 备注
靶标蛋白(客户提供) ≥1 mg,纯度>90%(SDS-PAGE),浓度>0.5 mg/mL 用于动物免疫及筛选
靶标基因/序列信息 提供蛋白名称、基因 ID 或序列 用于抗原制备(可选)
靶标细胞(全细胞筛选) 活细胞 ≥1×10⁷ 个 用于全细胞筛选模式
多肽抗原(客户提供) ≥5 mg,纯度>85% 需偶联载体蛋白
交付周期:
免疫库筛选(含羊驼免疫+建库+筛选):10~16 周
天然库/预制库快速筛选:4~6 周
重组抗体表达与纯化:2~4 周
抗体人源化与亲和力成熟:4~6 周
交付内容:
阳性克隆 VHH 基因序列(10~50 株以上独特序列);
重组表达质粒及测序报告;
纯化纳米抗体蛋白(1~10 mg,纯度>95%);
噬菌体 ELISA 结合活性验证数据;
SPR/BLI 亲和力测定报告(KD 值);
完整实验报告(含免疫记录、文库构建、筛选过程、QC 数据等)。
常见问题(FAQ)
Q:纳米抗体与传统单克隆抗体相比有哪些优势?
A:纳米抗体具有多重独特优势:分子量极小(~15 kDa vs ~150 kDa),组织穿透力强,可穿越血脑屏障;稳定性极高,可耐受高温(90℃处理后仍可恢复活性)、强酸强碱等变性条件;免疫原性低,与人类 VH 基因同源性高达 67%~87%;易于工程化改造,支持多价化、双特异性、融合蛋白等多种设计;生产成本低,可在原核系统中高效表达,无需糖基化修饰。
Q:免疫库筛选和天然库筛选有什么区别?如何选择?
A:免疫库通过对羊驼进行目标抗原免疫后构建文库,体内免疫系统已对抗原进行了亲和力成熟,因此筛选获得的纳米抗体 亲和力更高、阳性率更高(通常 >30%),适合对亲和力有较高要求的治疗性抗体开发。天然库来源于未经免疫的健康动物,可 立即用于筛选,无需等待免疫周期(节省 4~6 周),适合时间紧迫的项目或对免疫原性较强的抗原。我们的技术团队会根据您的靶标特性和时间要求推荐最优方案。
Q:纳米抗体人源化是必需的吗?人源化程度能达到多少?
A:如果纳米抗体仅用于 体外实验(如 ELISA、WB、IHC 等),通常无需人源化。如果计划用于 体内实验或治疗性药物开发,人源化改造可显著降低免疫原性风险,是必要步骤。我们的人源化服务通过 CDR 移植及计算机辅助结构模拟设计,人源化程度可达 >85%~95%,同时保留亲本抗体的亲和力与特异性。
Q:纳米抗体能否用于 CAR-T 细胞治疗?
A:可以。纳米抗体因其分子小、亲和力高、无 Fc 介导的 tonic signaling 等特性,已成为 CAR-T 细胞治疗中 抗原识别结构域 的理想选择。我们可提供针对特定肿瘤靶点的纳米抗体筛选,并支持多价 VHH 形式的 CAR 结构设计。
Q:纳米抗体在大肠杆菌中表达容易形成包涵体怎么办?
A:纳米抗体因分子量小、无二硫键依赖(部分含二硫键的可在周质空间正确折叠),通常可在 E. coli 中可溶性表达。若出现包涵体情况,我们提供多种优化策略:优化诱导条件(低温、低 IPTG)、使用周质空间表达载体(如 pelB 信号肽)、更换表达宿主菌株(如 Origami 等促进二硫键形成的菌株)或切换至 HEK293/CHO 哺乳动物细胞表达系统。
Q:筛选出的纳米抗体如何验证其与靶标的真实结合?
A:我们提供多层级验证方案:① 噬菌体 ELISA——单克隆噬菌体与靶标的结合活性初筛;② 重组抗体表达后的 ELISA——验证纯化抗体的结合活性;③ SPR/BLI 亲和力测定——精确测定平衡解离常数 KD;④ FACS 分析——验证纳米抗体与细胞表面天然靶标的结合;⑤ 功能验证——根据需求进行中和活性、内吞活性、细胞增殖抑制等细胞水平功能验证。
Q:交付的纳米抗体序列知识产权归谁?
A:客户委托开发获得的纳米抗体序列及相关知识产权 完全归客户所有,我们承诺严格保密,不将客户序列用于任何其他项目。
欢迎联系我们的技术团队,获取免费纳米抗体定制开发方案设计与报价。我们致力于以专业、高效、全流程的纳米抗体开发服务,为您的靶点构想提供从发现到验证的可靠转化路径。