为什么越来越多研究开始选择纳米抗体Nanobody？

很多实验室在选择抗体时都会遇到一个问题：为什么有些论文开始不用传统 IgG，而改用一种叫 Nanobody（纳米抗体） 的新型抗体？

它只有传统抗体十分之一大小，却能识别很多普通抗体无法结合的隐藏表位，因此越来越多地出现在 Cryo-EM、CAR-T、活细胞成像、病毒研究以及创新药开发中。

Nanobody 到底是什么？什么时候应该选择 Nanobody，而什么时候仍然应该选择传统单克隆抗体？本文带你快速了解。

我们熟悉的传统抗体（IgG）由两条重链和两条轻链组成，分子量约 150 kDa，也是目前科研和治疗领域应用最广泛的一类抗体。

而 Nanobody（纳米抗体），又称单域抗体（Single-domain Antibody，sdAb） 或 VHH 抗体，来源于羊驼、骆驼等驼科动物体内天然存在的重链抗体（Heavy-chain Antibody，HCAb）。

研究人员发现，这类抗体即使没有轻链，也能够高效识别抗原。进一步分离其中负责识别抗原的 VHH 结构域 后，便形成了今天广泛应用于科研和药物开发的 Nanobody。

由于仅保留了抗原结合所需的核心结构，一个 Nanobody 的分子量只有 约15 kDa，仅为传统 IgG 的十分之一，却依然能够保持优异的结合能力。

纳米抗体（Nb）结构及其在肿瘤诊疗中的应用示意图 (PMCID: PMC8111546)

很多人第一次接触 Nanobody 时都会有一个疑问：只是变小了，为什么这么多人开始使用它？事实上，真正让 Nanobody 受到关注的，并不是"小"，而是小尺寸带来的一系列实验优势。

如果把传统抗体比作一辆汽车，那么 Nanobody 更像是一辆摩托车。

传统 IgG 体积较大，在组织内部扩散时容易受到空间限制，而 Nanobody 更容易穿过组织间隙，进入更加复杂或致密的区域。

因此，在实体瘤研究、组织成像、活细胞成像以及体内分子示踪等应用中，Nanobody 往往能够获得更好的组织穿透效果。

纳米抗体的发现及其近五年应用与发展潜力综述 (DOI: 10.1186/s12951-024-02900-y)

这是 Nanobody 最具代表性的优势。

很多蛋白质表面并不是完全暴露的，它们往往存在一些较深的凹槽、孔道或活性中心。

由于传统 IgG 分子较大，这些位置容易受到空间位阻影响，难以有效结合。

而Nanobody通常具有更长且更灵活的CDR3区域，能够像一把"钥匙"深入这些狭窄空间，因此可以识别许多传统抗体难以结合的隐藏表位（Cryptic Epitope）。

这也是为什么在 GPCR、离子通道、病毒刺突蛋白以及 Cryo-EM 结构解析等研究中，Nanobody 已成为越来越重要的实验工具。

对于科研人员来说，一支抗体不仅要"能用"，还要"稳定"。Nanobody 通常具有较高的热稳定性和化学稳定性，在高温、酸碱环境以及多次冻融后仍能保持较好的构象和活性，但不同序列的纳米抗体表现差异较大，实际稳定性需经实验验证。更好的稳定性意味着实验重复性更高，也更有利于长期保存和运输。（注：并非所有纳米抗体都天然耐极端条件，商业化产品建议核查具体 Tm 值。）

由于结构简单，Nanobody 也是目前抗体工程领域最灵活的平台之一。研究人员已经开发出多种基于 Nanobody 的工程化形式，例如：

• 双特异性 Nanobody
• 多价 Nanobody
• Nanobody-Fc 融合蛋白
• CAR-T 识别结构域
• ADC 靶向模块
• 放射性分子影像探针
• BioPROTAC 靶向蛋白降解工具

正因为如此，Nanobody 已不仅是一种实验抗体，更成为创新药研发的重要组成部分。

工程化纳米抗体的主要类型示意图(DOI: 10.1186/s12951-024-02900-y)

虽然两者都能够特异性识别目标抗原，但由于结构上的差异，它们在实验性能和应用特点上存在明显不同，这并不意味着Nanobody能够完全替代传统单克隆抗体。二者各有优势，更适用于不同的研究需求。

纳米抗体与传统抗体的关键结构特征对比 (DOI: 10.1186/s12951-024-02900-y)

如果你的实验涉及以下方向，Nanobody 往往具有明显优势：

• Cryo-EM 结构解析
• GPCR、离子通道等膜蛋白研究
• 活细胞成像（Live Cell Imaging）
• 病毒刺突蛋白及复杂构象蛋白研究
• CAR-T、ADC 等抗体工程开发

而对于依赖 ADCC、CDC、补体激活 等 Fc 介导免疫效应的研究，裸的纳米抗体单体因缺乏 Fc 段无法直接介导这些功能，传统 IgG 是更直接的现成选择；但若需兼顾纳米抗体的靶向优势，也可通过工程化构建 VHH-Fc 融合蛋白或双特异性分子来引入 Fc 效应功能。

因此Nanobody 与传统单克隆抗体不是竞争关系，而是不同实验需求下的两种互补工具。

随着抗体工程和创新药研发不断发展，Nanobody 正逐渐从一种特殊抗体，成长为生命科学研究中的重要平台。

它凭借小尺寸、优异的组织穿透能力、隐藏表位识别能力、高稳定性以及灵活的工程化潜力，已经广泛应用于基础研究、结构生物学、细胞治疗和创新药开发等多个领域。

未来，随着更多工程化策略和治疗产品的出现，Nanobody 的应用场景还将进一步扩大。

AntibodySystem 提供覆盖肿瘤免疫、感染性疾病、神经科学、细胞治疗等多个研究方向的高质量 Nanobody 产品，支持 WB、IF、Flow Cytometry、ELISA、IP、中和实验、Cryo-EM 等多种科研应用，并可满足基础研究、抗体工程及创新药研发的多样化需求。