研究核心背景
埃博拉病毒(EBOV)、苏丹埃博拉病毒 (SUDV)、邦地布优埃博拉病毒(BDBV) 等致死率最高达 90%,2022年刚果(金)、乌干达相继爆发疫情,而现有获批疗法(如 REGN-EB3、mAb114)仅对 EBOV 有效,对SUDV、BDBV等无明显疗效。传统抗体还面临分子量过大(150kDa)、血脑屏障穿透差、病毒易逃逸等痛点,开发广谱高效疗法迫在眉睫。
核心研究结果:纳米抗体凭三大突破破解困局
1. 筛选出 “全能型” 纳米抗体,广谱中和覆盖多病毒
科研团队通过骆驼免疫和噬菌体展示技术,从 102 个候选克隆中,筛选出 1A10 和 BA2 两个克隆:
体外中和无死角:二者可同时中和 EBOV、SUDV、BDBV,BA2 还能高效抑制雷斯顿埃博拉病毒 (RESTV)(IC50=2.3nM),是唯一对 RESTV 有效的抗体(见图1a-d、e);
活病毒验证可靠:在 BSL-4 实验室中,1A10 和 BA2 对 EBOV 的 IC50 分别低至 6.97nM、6.735nM,对 SUDV 的 IC50 为 31.28nM、17.15nM,远优于其他候选抗体(见图1f-h、i );
体内保护力拉满:EBOV 小鼠模型中,5mg/kg 剂量 1 天给药即实现 100% 存活,SUDV 仓鼠模型中 1A10 单抗体也能达成 100% 保护(见图6a,b)。

图1 广谱中和抗体的筛选鉴定
2. 结构解析揭秘 “精准打击” 机制,冷冻电镜图直观呈现
通过 2.56Å(1A10)和 2.96Å(BA2)高分辨率冷冻电镜技术,团队首次明确了纳米抗体的作用靶点和机制。
- 1A10(石灰色)结合 GP1 基部 + GP2 IFL 基部,BA2(青灰色)靶向 GP2 疏水融合肽,二者结合表位非重叠且均位于 GP 高度保守区域(见图3g),可同时结合 GP 三聚体无空间位阻(见图2a-i);
图2 广谱抗体 1A10 与 BA2 的特性分析:体外结合特性及中和机制
- 1A10 结合 GP1 基部 + GP2 IFL 基部(糖帽下方区域),形成 16 个氢键 / 盐桥(11 个与 GP1、5 个与 GP2)及 2 个阳离子 -π 堆叠,不仅阻断 NPC1 受体结合,还能延缓 GP 糖帽水解,多环节抑制病毒入侵(见图3d,e);
- BA2 靶向 GP2 疏水融合肽,跨越两个 GP 单体,形成 11 个氢键 + 1 个芳香族相互作用(见图3f),精准阻断病毒膜与宿主膜融合,即使病毒入胞后(感染 4 小时后给药)仍能发挥作用,中和效力较病毒预结合阶段提升 3 倍,较病毒附着后阶段提升 10 倍;
- 关键优势:二者结合表位的关键残基在埃博拉病毒各物种中高度保守(仅少数非关键残基存在变异,不影响结合),这是广谱中和的核心结构基础(见图3g)
图3 埃博拉病毒(EBOV)糖蛋白(GP)与 1A10 和 BA2 的相互作用
3. 工程化改造实现 “1+1>2”,双特异性纳米抗体效能提升
纳米抗体相较传统抗体具备极强的结构灵活构建优势,其仅由单一重链可变区构成,无轻链干扰,分子结构简洁且可塑性极强,既可以单独进行人源化、亲和力成熟等改造优化,也能通过柔性连接子轻松实现多价、双特异性甚至多特异性的串联构建,还可灵活融合 Fc 段、靶向肽、荧光标签等不同功能模块,在改造过程中不易出现空间位阻、折叠错误等问题,能最大程度保留甚至提升原有的结合活性与生物学功能,适配多样化的研发设计需求。
基于这一核心优势与结构分析,团队用 4 个 GGGGS 重复序列的柔性连接子,将 1A10 和 BA2 串联并融合 IgG-Fc,轻松实现双特异性抗体 BA2-1A10 的构建(图 4e),且构建后的抗体仍保持高效的抗原结合与体内外活性,充分印证了纳米抗体灵活构建的特性:
体外中和效能暴涨:对 EBOV/SUDV/BDBV/TAFV 的 IC50 分别低至1.9nM/0.81nM/2.21nM/1.68nM,对 SUDV 的效力较 1A10 提升约 38 倍、较 BA2 提升约 21 倍,远超阳性对照 rEBOV-515(见图4a-d,f,g);
抗逃逸能力拉满:10 次病毒传代实验中,单抗体组快速出现 GP 突变(如 E304A、E106K),而 BA2-1A10 组未检测到任何突变,大幅提高病毒逃逸的遗传壁垒(见图5g);

图4 单特异性与双特异性抗体的结合反应性及中和效率评价

图5 单特异性与双特异性抗体的结合活性及中和效价评价
体内治疗窗口宽:SUDV 仓鼠模型中,感染后 2 天给药仍保持 83% 存活率,且治疗后动物持续增重,恢复速度显著优于单抗体(见图6b)。
关键数据一览,实力证明
- 结合亲和力:1A10 对 BDBV-dMLD 的 KD 达 0.4pM,BA2 对各型 GP 均保持 2nM 级结合(见图4g);
- 体内存活率:EBOV 小鼠模型 1/2 天给药 100% 存活,BDBV 模型 25mg/kg 剂量 1 天给药 100% 存活(见图6a,c);
图6 带 Fc 段的纳米抗体在啮齿类动物中对 EBOV、SUDV、VSV-BDBV 感染的保护效果
研究意义与未来展望
本研究不仅开发出目前最有效的广谱抗埃博拉候选药物,更验证了 “结构导向的纳米抗体工程化策略” 的可行性。纳米抗体凭借小巧的结构、超高的稳定性、强大的工程化潜力,克服了传统抗体的诸多局限,为新冠、马尔堡、拉沙病毒等烈性 RNA 病毒的广谱治疗提供了全新范式。
在纳米抗体技术加速落地、产业潜力持续释放的浪潮中,一批专注于该领域的企业脱颖而出,我们纳博生命便是其中的核心力量,凭借核心技术优势,在纳米抗体的开发与应用领域深耕细作,为行业发展注入强劲动力。
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