【耀文解读】EGFR纳米抗体肿瘤成像应用研究进展汇总

耀海微生物cdmo

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]导读：纳米抗体是保留抗原结合位点的最小单元，具备高抗原亲和力、高特异性、高溶解性、高稳定性、高清除率、低免疫原性、且能通过微生物生产等优势。目前已有两款纳米抗体治疗性药物获批上市。但在肿瘤成像领域，纳米抗体仍处于临床前和临床开发阶段，研究靶点包括：EGFR、HER2、HER3、PD-L1、HGF/HGFR、PSMA、CD20、CD33、MMR等肿瘤相关抗原。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]今天的文章菌菌将聚焦于EGFR靶点，汇总纳米抗体用于肿瘤成像的研究进展。整体来看，EGFR纳米抗体仍处于临床前研究阶段，候选产品包括αEGFR-αEGFR-Alb、8B6、7D12、7C12、EG2、9G8、B39、EGa1、D10等。菌菌同时注意到，研究中大多利用大肠杆菌这一成熟的微生物宿主可实现EGFR纳米抗体的异源表达，这一特征意味着纳米抗体的产业化可行性并且具有成本效益。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]后续菌菌将持续更新以HER2、HER3、PD-L1、HGF/HGFR、PSMA、CD20等为作用靶点的纳米抗体研究进展。

一、EGFR靶点介绍

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]人表皮生长因子受体（EGFR），也称ERBB1或HER1，是一种跨膜受体酪氨酸激酶（RTK），属于ErbB受体酪氨酸激酶家族。EGFR基因扩增、重复、突变、缺失或整码突变可能导致EGFR表达水平升高或功能激活，与肿瘤的不良预后相关。多项研究表示，在结直肠癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、膀胱癌、食管癌、胃癌、头颈癌和子宫内膜癌中检测到EGFR的过表达。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]EGFR是肿瘤治疗领域中研究较为成熟的一个靶点，由3个不同的结构域组成，包括细胞外结构域、跨膜结构域和细胞内结构域。目前已有多款靶向EGFR细胞内结构域的酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）获批上市；此外，有多款靶向EGFR细胞外结构域的单克隆抗体获批上市，例如西妥昔单抗、帕尼单抗和尼妥珠单抗。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]肿瘤诊断方面，使用特定标记的EGFR抗体等靶向药物能够检测EGFR过表达的细胞。

图1: 不同类型的肿瘤中EGFR阳性占比二、在研EFGR纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]据文献报道，研究人员通过EGFR过表达细胞免疫骆驼，获得EGFR特异性纳米抗体。与单克隆抗体类似，纳米抗体主要靶向EGFR细胞外结构域（ECD）。目前已开发了多款EGFR纳米抗体用于EGFR过表达肿瘤的诊断和治疗，包括αEGFR-αEGFR-Alb、8B6、7D12、7C12、EG2、9G8、B39、EGa1、D10等。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 图2: 纳米抗体与EGFR ECD结构域III的晶体结构

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]如下表所示，菌菌汇总了肿瘤成像用途的EGFR纳米抗体，及对应的表达系统和分子成像标记。总体来看，用于肿瘤成像的多为单价纳米抗体，且常用的表达系统为大肠杆菌（E.coli），菌种分型包括E. coli (BL21)、E. coli BL21 (DE3)、E.coli Shuffle 、E.coli (TG1)、E. coli BirA等。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]为发挥肿瘤成像作用，还需将纳米抗体与成像标记连接，如放射性元素（99mTc、68Ga、89Zr）、近红外荧光染料（IRDye800CW）、纳米晶体（如四氧化三钴）、量子点QD（半导体纳米晶体）、造影剂（DTPA-Gd）。

表1: 肿瘤成像中的EGFR纳米抗体列表

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三、EFGR纳米抗体标记策略

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]3.1 放射性金属元素标记纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]以99mTc为例，有研究报道了EG2作为检测EGFR过表达肿瘤细胞分子探针的可行性。研究通过三羰基试剂盒标记EGFR纳米抗体EG2，随后测试了99mTc-EG2对A431（EGFR过表达细胞）和 OCM-1（EGFR低表达细胞）细胞裂解物的特异性，其结合亲和力约为43.53 nmol/L。SPECT 结果显示，99mTc-EG2的半衰期短，血液清除速率快，注射一小时后观察到EGFR过表达细胞。另一项研究报道，使用99mTc-7C12作为无创示踪剂，检测到EGFR TKI治疗期间肿瘤负荷的降低。99mTc-D10也报道了用于小肿瘤或早期肿瘤成像的应用潜力，在早期阶段，体积小于100mm的肿瘤可以通过SPECT成像可视化。这也意味着，99mTc-D10具有评估疾病进展过程中EGFR表达水平的能力，可能是肿瘤无创检测的良好示踪剂。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]68Ga和89Zr是另外两种常用的放射性标记元素。有研究人员基于EGFR纳米抗体7D12制备了偶联物68Ga-7D12和89Zr-7D12。结果显示，68Ga-7D12和89Zr-7D12 在带有 A431移植体小鼠体内的生物分布和 PET 成像实验表明肿瘤摄取量相似。与放射性标记的单克隆抗体相比，68Ga-7D12在早期时间点表现出较强的图像对比度。以上结果彰显了68Ga-7D12用于评估EGFR过表达肿瘤的潜力。

3.2 近红外荧光染料标记纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]利用近红外荧光技术对肿瘤手术进行原位成像具有很高的应用潜力，医生可以即时看到手术步骤。有研究使用近红外荧光染料IRDye800CW标记7D12（EGFR纳米抗体）和西妥昔单抗（EGFR单克隆抗体），并对7D12-IR和西妥昔单抗-IR的肿瘤成像潜力进行了比较。结果显示，注射后30min观察到7D12-IR对肿瘤细胞的显像，而西妥昔单抗没有产生信号。注射7D12-IR后2小时观察到肿瘤摄取，而24小时后西妥昔单抗在肿瘤细胞中积累。也有研究比较了不同物质标记的7D12，结果显示了近红外荧光染料标记的7D12相比放射性元素标记的7D12肿瘤摄取效率更高，体现了7D12-IR优异的快速光学成像性能。

3.3 晶体纳米颗粒标记纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]四氧化三钴（Co3O4）纳米颗粒是一种晶体纳米颗粒，基于其形态和类过氧化物酶（POD）活性，有研究人员选择将EGFR纳米抗体B39与Co3O4纳米多面体结合，用于检测EGFR过表达细胞。B39与晶体纳米颗粒的偶联策略为，在纳米抗体B39的C端偶联纳米颗粒，含EGFR抗原表位的N端完全自由，用于检测EGFR过表达细胞。此外，研究者发现该共轭物具有较低的聚集倾向。

3.4 量子点标记纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]量子点（QD）是一种半导体纳米晶体材料，在紫外光的激发下量子点处于高能状态，会释放出另一种波长的光，其波长取决了纳米粒子的大小。QD-EG2 是首个研发用于肿瘤诊断的成像剂，由EGFR纳米抗体EG2和量子点偶联形成。其他类似的EGFR细胞成像试剂有QD-7D12、QD-EgA1和QD-EgB。携带抗癌药物氨基黄酮并覆盖7D12的量子点具有治疗、诊断和治疗特性，纳米抗体7D12提高了肿瘤的摄取，并将药物递送到肿瘤的深层区域。

3.5 造影剂标记纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]造影剂也是一种成像标记。iRGD（CRGDKGPDC）肽是CPP的一种，可定位于细胞膜上，通过整合素受体αVβ3进入细胞内部。为提高iRGD的特异性，研究人员设计了EGFR纳米抗体与iRGD的偶联物B39-iRGD。B39-iRGD表现出肿瘤治疗和诊断的应用潜力。与单独的纳米抗体相比，B39-iRGD联合放疗可进入肿瘤细胞深层区域，具有更强的抗肿瘤活性。成像应用方面，将纳米抗体-iRGD与造影剂Magnevist偶联，获得的anti-EGFR-iRGD-DTPA-Gd，可结合磁共振成像（MRI）技术检测胃癌。

四、小结

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]针对EGFR这一肿瘤领域中研究较为成熟的靶点，目前报道了多款EGFR纳米抗体在临床前模型中显示了特异性的成像潜力，包括8B6、7D12、7C12、EG2、9G8、B39、EGa1、D10等。同时，多种成像标记被用于结合纳米抗体，如放射性元素（99mTc、68Ga、89Zr）、近红外荧光染料（IRDye800CW）、纳米晶体（如四氧化三钴）、量子点QD（半导体纳米晶体）、造影剂（DTPA-Gd）等。成像标记种类和纳米抗体改造/筛选、及其偶联策略的发展，有望快速推动EGFR纳米抗体的临床应用。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]相比传统的单克隆抗体药物，纳米抗体在肿瘤成像和疾病治疗领域具备先天的优势。2022年，Market Research Future (MRFR) 的一份综合研究报告预计到 2030 年纳米抗体市场规模将达到 11.4 亿美元，复合年增长率为 24.2%，全球纳米抗体市场有望在未来几年得到迅速扩张。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海生物擅长有/无标签蛋白的定制化工艺开发。耀海团队全流程贯彻QbD理念，基于DoE高通量筛选发酵、纯化、制剂相关工艺参数或处方，可满足不同品类重组蛋白的表达量、纯度、杂质残留等定制化开发目标，同时高度契合生产放大需求。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海纳米抗体CDMO平台已成功交付多个项目，表达形式涵盖大肠杆菌周质表达、酵母胞外分泌表达等。我们交付的发酵和纯化工艺可满足高纯度、高活性样品的制备，高质量满足临床诊断或治疗需求。详情可咨询菌菌：13380332910（微信同号）。

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