英国巴斯大学和生物制药公司UCB的研究人员已经找到了一种生产微型抗体的方法，这为潜在的新型疾病治疗方法开辟了道路。迄今为止，最小的人造抗体(称为单克隆抗体或mAb)源自美洲驼，羊驼和鲨鱼，但从母牛的免疫细胞中分离出来的突破性分子小多达五倍。这归功于牛抗体的异常特征，称为结域。

新抗体体积小可能会对医学产生巨大影响。例如，它们可能与常规抗体分子太大而无法闩锁的病原体上的位点结合，从而触发侵入性微生物的破坏。他们也可能能够进入较大抗体无法进入的身体部位。

抗体由氨基酸链(蛋白质的组成部分)组成，它们以环状结构连接在一起。链中的环(称为互补决定区)与抗原靶标结合，从而激活免疫系统。牛抗体比大多数抗体有毛病，大约有10%的抗体包含一个旋钮结构域-这是在有颌脊椎动物中独有的特征。这些紧密堆积的微型环束出现在蛋白质茎上，与其他环相距甚远，并被认为在结合中起关键作用。

旋钮结构域引起混乱的原因很简单：与抗体的其余部分隔离开来，这些环延伸可以自主发挥作用，有效地制造出可以紧密结合其靶标的微小抗体。

参与研究的巴斯生物与化学系的让·范登·埃尔森教授说，这一发现令人惊讶。这些旋钮能够将它们的靶标结合成完整的抗体，因此实际上我们已经能够首次使抗体小型化。”

从左至右：抗体(Fab)的抗原结合片段，由单结构域抗体(VHH)和结域组成的抗体片段。图片来源：PLOS Biology和Alex Macpherson

这些新分子是巴斯大学与全球生物制药公司UCB之间合作项目的一部分。它们来自通过注射抗原(异物颗粒)而被免疫的牛，引起免疫反应。通过对产生抗体的B细胞进行分类和“深度测序”的过程，从母牛身上提取天然抗体。然后在实验室中的人类细胞培养物中制备得到的抗体。

常规抗体是由人体产生的，作为其对感染的自然反应的一部分，而单克隆抗体是在感染被控制并且正在努力克服其感染时向患者给药的。在过去的几十年中，单克隆抗体已成为治疗各种疾病的有效方法，包括癌症，自身免疫性疾病和严重的病毒感染。希望小型化mAb最终会参与多种药物治疗。

巴斯研究人员用来在牛中引起免疫反应的抗原称为补体成分C5，C5在许多人类疾病(包括COVID-19)中都起着炎症反应的作用。

这些新颖的单克隆抗体不仅具有比常规mAb更大的尺寸优势，而且具有更强的鲁棒性，这意味着它们可以保持更长时间的稳定性。

范登埃尔森教授说：“它们的结构非常坚固，紧凑。” “因此，它们不仅比其他抗体更容易定位，而且它们的保质期也可能更长。”

Alex Macpherson，博士 Bath的学生和UCB的生物化学家(该论文的主要作者)补充说：“抗体药物的发现是一个既定领域，但这项研究开辟了全新的机会。这些微型抗体具有巨大的潜在用途。”

UCB和UCB的免疫学研究员Alastair Lawson对该项目负责人说：“这项研究导致发现了迄今为止报道的最小的临床相关抗体片段，我们对其潜力感到非常兴奋。”