据外媒5月6日报道，比利时科学家发现羊驼的抗体有消灭新冠病毒的潜力。研究人员于《细胞》（Cell）杂志发表了相关研究结果。在新冠疫情期间，也有一些医疗机构使用了康复者血浆疗法来治疗危、重症患者，血浆疗法依赖的就是已康复的患者血液中的抗体。

那么羊驼体内的抗体到底特殊在哪里？这还要从抗体本身说起。

一、分子量小的抗体可以更方便地递送到病灶，但人血液里抗体IgG比较大，要运送到特定组织比较困难

抗体，是成熟的B淋巴细胞分泌的一种蛋白分子，也就是人们常说的免疫球蛋白，呈现“Y”型。人体中共有五种抗体，分别是IgG、IgA、IgE、IgD和IgM，这些抗体的名称是根据抗体的重链类型来命名的。以我们血液中最多的抗体IgG为例，IgG有四条链，两条轻链（light，L，下图中粉色部分），两条重链（heavy，H，下图中蓝色部分），它们通过二硫键结合在一起。

以抗体IgG为例，轻链有轻链恒定区（CL）和轻链可变区（VL）。相应地，重链也有重链恒定区（CH）和重链可变区（VH）。与轻链不同的是，重链因为“更长”所以也更“重”，分子量更大。一条重链有三个恒定区，分别是CH1～CH3。

如果用木瓜蛋白酶水解IgG抗体，可以产生三个片段，包括两个Fab段和一个Fc段，其中Fab段是轻链加上重链的可变区（VH）和恒定区1（CH1），而Fc段则是两条重链的CH2和CH3部分，如下图所示。Fab段非常重要，是识别抗原的结构域。Fab上的轻重链可变区在不同B细胞中是不一样的，也就是说B细胞产生的抗体主要差异就在于这个区域。

分子量小的抗体可以更方便地递送到病灶，但人血液里抗体IgG比较大，要运送到特定组织就比较困难。那么有没有更小的抗体呢？

有学者将上图中的Fab段进行删减，获得了ScFv，也就是只剩VH和VL这两个区域，如此一来分子量就小了很多，但 ScFv也有自身的缺点，比如容易相互黏连难以分离等等。

二、但是，骆驼体内发现了“纳米抗体”，非常适合体外表达，以及进行人源化改造

神奇的大自然给了我们丰富的馈赠，任何一种物种都有其存在的价值，纳米抗体就是一个绝好的例子。

1993年，比利时学者Hamers-Casterman及其团队在骆驼的血液中发现其中有一部分抗体是缺失轻链的“重链抗体”，这种抗体只有两条重链，重链也只有恒定区CH2和CH3，没有CH1，只有一个单一重链的可变区（VHH）。这种缺失轻链的重链抗体也能和正常的IgG等抗体一样，去结合抗原。

更有意思的是，单独把这个单一重链可变区（VHH）拿出来，也就是直接不要恒定区CH2和CH3了，VHH本身也非常稳定，而且能和抗原结合。这就是目前最小的能够结合目的抗原的单位，被称为单域抗体（Single-domain antibodies），也就是大名鼎鼎的“纳米抗体”（Nanobody）。

因为纳米抗体很小，所以非常适合体外表达，以及进行人源化改造。普通的IgG有两条轻链和两条重链，在体外表达时就需要轻重链分别表达，再自行组装。而纳米抗体因为只有一个很小的片段，所以体外表达起来也比较方便，直接用大肠杆菌培养噬菌体就可以获得很大量的抗体。

比如，把抗体的基因全部克隆出来，经过一系列培育等筛选到可以结合目的抗原的VHH，进而得到关键的VHH编码基因，从而进行后续的改造和大量表达VHH。

三、而属于骆驼科的羊驼，其体内的单域抗体在中和新冠病毒中展现潜力

如文章开头提到的，近日单域抗体在中和新冠病毒中也展现了潜力——比利时一只名为Winter的羊驼参与了一项有关SARS和MERS的研究，科学家发现，羊驼体内产生了两类分别用来对抗MERS和SARS的有效抗体，同时将两个针对SARS的抗体——VHH-72偶联后，有消灭新冠病毒的潜力。

中和在化学上指酸碱中和，使得溶液成为中性。对于病毒学来说，抗体可以“中和”病毒，意思是使得病毒失去感染性。也就是病毒外面包绕了一大圈抗体，这样新冠病毒的S蛋白就不能接触到细胞表面的受体ACE2了，也就被“中和”了，这种被抗体包围的病毒后续会被免疫细胞清除掉。

作者原本只是为了获得针对SARS和MERS冠状病毒的中和抗体VHH。所以，免疫策略是用两种病毒变构后的S蛋白作为抗原对美洲羊驼进行注射。总共免疫了6次，每次间隔一周，最后一剂次是两种病毒的S蛋白同时注射的。最终羊驼体内确实产生了分别用来对抗MERS和SARS的有效抗体。

对免疫之后的美洲羊驼进行取血，提取抗体基因，对表达出来的VHH首先进行验证。发现了很多可以结合MERS-RBD的VHH，其中MERS VHH-55效果最好。而筛选针对SARS-RBD的只有SARS VHH-72效果比较好。

推测SARS VHH-72可以中和新冠病毒，但最终发现它虽然可以中和SARS-CoV却不能中和新冠病毒。

然而如果利用人IgG的Fc段将两个VHH联合起来，就可以起到对新冠病毒假病毒的中和作用了。

这个研究表明，从SARS和MERS的S蛋白免疫的美洲羊驼中，可以分离到结合新冠病毒S蛋白的单域抗体，但是单域抗体本身并不能中和新冠病毒的假病毒，而是将两个VHH偶联之后才可以起到中和新冠病毒假病毒的作用，这也说明其他冠状病毒抗原免疫过程中也可能会产生交叉保护的抗体。

本研究里获得的单域抗体是一种潜在的治疗用抗体，但是没有通过活病毒验证，只是假病毒的结果，并且尚不清楚这种偶联后的VHH是不是在动物中也有保护作用。这都需要后续实验来证实，距离应用还有一定距离。

实际上，除了骆驼科动物给了我们这样的馈赠外，海洋里还有一种生物也有类似的抗体。

1995年，Greenberg AS等在护士鲨（铰口鲨，Ginglymostoma cirratum）体内也发现了一种没有轻链的抗体。后续发现多种鲨鱼和鳐鱼这类软骨鱼纲的生物体内同样具有类似的抗体——新抗原受体 (Ig new antigen receptor)，简称IgNAR。如果单独将其可变区拿出来，就是VNAR (Variable domain of new antigen receptor)，和骆驼里面的VHH类似。

希望这次新冠疫情尽早结束，也希望大家善待野生动物，说不定还有什么惊人的秘密等待人去发现呢。