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Antibodies | targeting the L-HN fragment of tetanus toxin for in vivo protection

Antibodies | targeting the L-HN fragment of tetanus toxin for in vivo protection
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该研究成功开发了三种高亲和力、高特异性的人源化VHH-hFc融合蛋白,具有优异的预防和治疗效果,为抗破伤风毒素药物开发提供了新思路。

 

文献概述
本文《Humanized VHH-hFc Fusion Proteins Targeting the L-HN Fragment of Tetanus Toxin Provided Protection In Vivo》,发表于《Antibodies》杂志,回顾并总结了破伤风毒素(TeNT)的结构与致病机制,以及VHH-hFc融合蛋白在毒素中和、疾病预防与治疗中的潜力。研究展示了通过噬菌体展示文库筛选、人源化改造与功能验证,获得具有高结合亲和力与中和活性的VHH-hFc融合蛋白的过程。整段通顺、有逻辑,结尾用中文句号。

背景知识
破伤风是由破伤风梭菌(Clostrid-difficile)产生的强效神经毒素TeNT引起,其作用机制涉及TeNT的轻链(L链)作为锌依赖性蛋白酶切割SNARE蛋白,从而阻断神经递质释放,导致肌肉强直与痉挛。目前破伤风仍具有较高的全球死亡率,尤其是在医疗资源匮乏的地区。传统被动免疫治疗包括破伤风抗毒素(TAT)和人破伤风免疫球蛋白(TIG),但存在免疫原性、产量有限等问题。纳米抗体(VHHs)具有良好的组织渗透性与稳定性,但因其分子量小,易被肾脏清除,因此通过与人源Fc片段融合(VHH-hFc)以延长半衰期并增强中和能力。该研究基于TL-HN抗原筛选并构建人源化VHH-hFc融合蛋白,旨在开发安全、高效、可大规模表达的抗TeNT药物。

 

提供全人源化抗体小鼠模型,用于开发针对破伤风毒素的高亲和力、低免疫原性抗体,支持肿瘤、自身免疫性疾病等的抗体筛选与开发。

 

研究方法与实验
研究人员以TL-HN蛋白为抗原,通过噬菌体展示文库筛选获得36种VHH抗体,最终选定TL-16、TL-25和TL-34三种高亲和力VHH进行人源化改造与hFc融合。通过ELISA、BLI和KD分析评估其结合能力,通过小鼠模型进行中和活性、预防与治疗效果评估。研究中还进行了竞争性结合实验,以评估不同VHH-hFc融合蛋白是否结合相同表位。

关键结论与观点

  • TL-16-h1-hFc、TL-25-h1-hFc和TL-34-h1-hFc融合蛋白均表现出高亲和力与特异性,结合TL-HN的KD值分别为0.9094 nM、0.573 nM和0.633 nM。
  • 在中和实验中,TL-16-h1-hFc和TL-25-h1-hFc仅需0.3125 µg即可完全保护小鼠免受10 × LD50 TeNT攻击,TL-34-h1-hFc则需0.625 µg。
  • 在预防实验中,125 µg/kg的TL-16-h1-hFc和TL-25-h1-hFc可在注射后12天仍提供完全保护,而TL-34-h1-hFc效果较弱。
  • 在治疗实验中,25 µg/kg的TL-16-h1-hFc和TL-25-h1-hFc在暴露5 × LD50 TeNT后24小时内仍能提供完全保护,TL-34-h1-hFc则需50 µg/kg。
  • 组合使用TL-25-h1-hFc和TL-34-h1-hFc可显著增强中和活性,而TL-16与TL-25可能识别相同表位,因此组合效果不佳。

研究意义与展望
本研究为开发抗破伤风毒素的高效中和抗体提供了候选分子,也为后续人源化纳米抗体的优化与组合治疗策略奠定了基础。未来可探索双特异性抗体或多价VHH-Fc融合蛋白,以进一步提高中和效率与半衰期,同时推动其在临床中的转化应用。

 

提供基因编辑大小鼠模型构建服务,支持神经退行性疾病、代谢疾病等研究,适用于构建TeNT作用机制及抗体制药效评估的动物模型。

 

结语
本研究成功筛选并人源化三种高效抗TeNT的VHH-hFc融合蛋白,展示了其在小鼠模型中的预防与治疗潜力。通过优化剂量与组合策略,这些抗体在极低剂量下即可提供全面保护,显著优于传统TIG。研究为抗毒素抗体开发提供了新平台,也为破伤风治疗与预防策略的创新奠定了基础。未来可进一步探索其在大规模生产、药代动力学优化及临床转化中的可行性。

 

文献来源:
Yating Li, Kexuan Cheng, Jiazheng Guo, Wei Wang, and Jiansheng Lu. Humanized VHH-hFc Fusion Proteins Targeting the L-HN Fragment of Tetanus Toxin Provided Protection In Vivo. Antibodies.