在开发新型治疗性抗体药物中，传统抗体常受限于体积大、稳定性差、生产成本高、难以穿透复杂组织或靶向隐藏的病原体表位等因素。在此背景下，Nadine Biesemann研究团队基于纳米抗体穿透性强、稳定性高、易于工程化改造的优势开发出一种双特异性抗TNF/IL-6纳米抗体，并发表于《Science·Translational Medicine》。这种双特异性纳米抗体在RA模型中展现出协同治疗突破性优势，为靶向多通路协同治疗提供了新方向。

双特异性纳米抗体的设计与机制突破

       该研究设计出一种命名为Compound 1的双特异性纳米抗体，可同时靶向TNF及IL-6，且支持每周一次给药。这种设计将抗TNF的VHH与抗IL-6的VHH通过柔性连接肽(如GGGGS)串联，形成双特异性单体，并在其结构末端融合人IgG1-Fc片段，通过结合新生儿FcRn延长其半衰期，然后通过噬菌体展示库筛选或定点突变，确保两个VHH结构域分别结合TNF和IL-6的非竞争性表位，避免了空间位阻。

       为确保该双抗具有高亲和力与双靶点协同效应，研究团队通过SPR和动力学排除实验发现，Compound 1对人类及食蟹猴TNF和IL-6表现出纳摩尔级亲和力（Kd <1 nM），但对小鼠TNF/IL-6无结合活性。这种物种特异性使其适用于临床前灵长类模型，同时避免了小鼠实验中潜在的脱靶效应。

       在RA患者滑膜成纤维细胞(FLS)与CD4+ T细胞共培养模型中，TNF(1 ng/Ml）与IL-6/sIL-6R(10-100 ng/mL)联合刺激显著激活“滑膜成纤维细胞在RA中的作用”通路(z-score=-12.8，p=1.7×10-19)，促进白细胞浸润、基质降解和软骨破坏。而Compound 1通过同时阻断TNF和IL-6信号，使该通路活性评分逆转(z-score=-2.3，p=9.9×10-9)，抑制炎症级联反应。

bispecific nanobodies can simultaneously target tnf il6 inhibit the development of rheumatoid arthritis ra

双特异性纳米抗体可同时靶向TNF及IL-6并抑制RA形成

 

临床前模型中的显著疗效

       在进一步的研究中，研究团队采用Tg197转基因小鼠模型(过表达人TNF，自发展慢性关节炎)评估Compound 1的治疗潜力。结果显示，双靶点纳米抗体在关节炎症和结构保护方面均优于现有单药疗法。

       实验将小鼠模型从6周龄开始分别接受Compound 1(3-30mg/kg)、阿达木单抗(10 mg/kg)或对照抗体进行治疗，每周两次，直至11周龄。结果显示采用30mg/kg的Compound 1小鼠组在第11周临床关节炎评分较对照组降低85%(p<0.0001)，疗效显著优于阿达木单抗。且在组织学评分方面，Compound 1治疗组关节滑膜增生、炎症细胞浸润和骨侵蚀程度显著减轻，较对照组下降70%(p<0.0001)，呈剂量依赖性。

       同时，研究团队这种双靶点协同效应可以通过双信号通道抑制Th17极化。Th17细胞是RA中致病性T细胞亚群，其分化受TNF和IL-6共同调控。在FLS/T细胞共培养模型中，Compound 1通过抑制IL-6/STAT3和TNF/NF-κB信号，使Th17信号通路活性大幅下降（z-score=-2.7，p=2.6×10-6），减少IL-17等促炎因子分泌。这一机制可能解释其长效抗炎效果。

synergistic fficacy of dual pathway inhibitory iffect bispecific nanobodies

双特异性纳米抗体双通路抑制作用的协同疗效

 

安全性及生产考量

       在针对免疫原性的验证中，这种人源化纳米抗体可显著降低抗药物抗体(ADA)风险，临床前灵长类实验未报告显著免疫反应，在转基因小鼠中未见肝肾功能异常，但仍需进一步评估长期免疫抑制导致的感染风险。

       同时，研究团队采用哺乳动物细胞表达系统，通过亲和层析和尺寸排阻色谱纯化，确保了双特异性结构的正确折叠与高产率。

双特异性纳米抗体优势与潜力

       传统的单药靶向TNF或IL-6仅能部分阻断炎症网络，而该研究证实了双特异性纳米抗体的双通道协同抑制策略可以打破TNF及IL-6的正反馈环路，显著降低滑膜中促炎因子(如IL-6、CXCL10)和基质金属蛋白酶(MMP-3、MMP-9)的表达，实现更全面的炎症控制；在耐药性方面，RA患者长期使用传统的单靶点药物常因代偿性通路激活而失效，而Compound 1可逆转滑膜成纤维细胞活化及Th17极化，延缓耐药机制的发生。同时，通过融合新生儿FcRn后显著延长了其半衰期，支持每周一次给药，可大幅提升患者依从性，这些机制使其成为RA治疗的革新性候选药物。

       此外，除了直接治疗，纳米抗体的模块化设计为RA预防策略提供了新思路。在体外诊断及监测方面，荧光标记的纳米抗体可实时成像滑膜炎症活动，指导精准治疗；在联合治疗策略上，纳米抗体与JAK抑制剂或IL-17拮抗剂联用，可能进一步突破难治性RA的治疗瓶颈；甚至在针对RA的疫苗开发中，纳米抗体可作为载体靶向RA关键抗原，递送免疫调节分子至病变关节，诱导抗原特异性免疫耐受。

       不仅于此，纳米抗体的模块化设计思路还可支持快速开发靶向其他细胞因子(如IL-1β、GM-CSF)的多特异性抗体。未来，纳米抗体或将成为自身免疫性疾病领域的“瑞士军刀”，为患者提供更安全、长效的治疗选择。

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参考资料：Additive efficacy of a bispecific anti–TNFIL-6 nanobody compound in translational models of rheumatoid arthritis