纳米抗体分离筛选示意图
。

上海合成免疫工程技术研究中心供图

近期，美国迈阿密大学与法国图尔大学的科研团队在《自然·通讯》期刊上公布了一项突破性成果：科学家成功从羊驼体内分离出一种特殊的纳米抗体 ，在压力诱导的抑郁小鼠模型中实现了快速且持久的疗效
，为抑郁症治疗提供了新思路。近年来，纳米抗体这类源自骆驼科动物的微小蛋白 ，正凭借其独特的生物特性
，借助AI（人工智能）的翅膀，在全球生物医药领域掀起一场“小个头 、大能量
”的革命 。

重新定义抗体：从“重甲骑兵”到“特种兵 ”

拥有更高的灵活性和渗透力 ，可针对传统抗体难以抵达的靶点

抗体，也可以理解为身体里的“巡逻卫士
”
。它们是人体免疫系统产生的一种特殊蛋白质
，主要任务是识别并中和外来入侵者（如细菌
、病毒、毒素等，即抗原）。要理解纳米抗体的重大意义 ，首先要走进人体免疫系统的微观世界 。

对于人体免疫系统来说
，传统抗体就像身披重甲的“骑兵”
。它们分子量巨大，结构复杂 ，战斗力强
，但是在面对疾病靶点（治病时药物要攻击的“特定目标 ”或“关键锁孔”）表面那些狭窄的凹槽或致密的组织间隙时，往往因“体形庞大
”而束手无策。此时 ，在这场微观世界的攻防战中
，纳米抗体更像是身手敏捷的“特种兵” 。它们源自骆驼 、羊驼等动物体内，个头很“小 ” ，直径仅2.5纳米（1纳米等于十亿分之一米）
，长度4纳米，分子量只有传统抗体的1/10
。正是这种“小
” ，赋予了它们极高的灵活性和渗透力。

纳米抗体的故事始于1993年 。比利时科学家在研究羊驼血液时，首次发现了一类仅由“重链”（构成抗体分子的两条主要多肽链之一
，分子量比轻链大）构成的抗体。这打破了“抗体必须由轻链和重链共同组成 ”的传统认知
。与传统抗体相比，纳米抗体拥有三大独特优势：

一是够得着——深入死角的能力。传统抗体有多个结合部位 ，结构宽大；纳米抗体只有一个结合部位
，但其关键区域通常更长
、更凸 。这就像一根细长的探针，能深入酶的活性口袋或病毒蛋白隐蔽的凹槽 ，直抵那些传统抗体够不着的致病靶点
。极简的结构
，赋予它独特的生存智慧。

二是存得住——极强的稳定性 。传统抗体结构复杂，对环境敏感 ，通常需要冷链运输和低温保存
。而纳米抗体结构紧凑
，即使经过高温、极端酸碱环境处理，依然能保持结构完整。这意味着它们未来可以被开发成口服药片或吸入式喷雾 ，极大提升患者用药的便利性 。

三是进得去——穿透屏障的潜力
。研究预测
，纳米抗体还有望穿过著名的“大脑防护墙
”（即血脑屏障）。这道由紧密连接的细胞构成的“铜墙铁壁”，挡住了98%的小分子药物和几乎全部的大分子生物药 ，是治疗阿尔茨海默病 、帕金森病等脑部疾病的最大障碍之一 。纳米抗体凭借微小的体积，结合特定的分子工程改造
，可以利用特殊通道进入脑组织，为治疗神经系统疾病打开新思路
。

全球研发提速：在多个领域展现应用潜力

可应对肿瘤免疫
、神经系统疾病、感染性疾病 、自身免疫性疾病等

从科学发现到治病良药 ，纳米抗体药物的转化路径日趋成熟。从羊驼等动物体内分离抗原特异性纳米抗体
，通过人源化
、结构优化等工程手段，将其逐步塑造成适合人体的候选药物分子 ，随后历经临床前安全性评价、规模化生产及临床试验验证
，方能成为真正的药物 。如今，全球各大药企正投入巨资开发纳米抗体药物 ，应用领域涵盖肿瘤免疫 、神经系统疾病、感染性疾病
、自身免疫性疾病等
，特别是在基因治疗、细胞治疗等领域展现了相当潜力。

2018年，首款纳米抗体药物获得美国食品药品监督管理局批准上市 ，用于治疗一种罕见的血液疾病——获得性血栓性血小板减少性紫癜
。该病会导致患者体内血小板异常聚集
，引发严重出血。传统治疗方法需要多次血浆置换，这款新药就像一个精准的拦截员 ，专门堵住导致病情恶化的特定环节，显著降低了治疗难度和死亡率 。

让纳米抗体声名鹊起的
，是其在新冠疫情期间的表现
。病毒不断变异，传统抗体识别的靶点也在变化 ，导致许多抗体药物刚研发出来就可能因病毒变异而失效。科学家们因此把目光转向了病毒身上最保守 、最隐蔽的区域
，即便病毒的某些部分发生变异，纳米抗体依然可以发挥作用 。复旦大学研究团队就利用纳米抗体“个头小
、钻得深 ”的特点 ，设计出能识别病毒保守域的广谱中和抗体
。它能够深入病毒狭窄的隐蔽凹槽
，实现强效中和，从而有效阻断病毒侵入人体细胞。免疫系统可加速清除入侵的病毒 ，从而显著减轻组织损伤、缓解疾病症状 。同时
，科学家还可以像搭积木一样，将识别不同位点的纳米抗体连接起来 ，构建“多价分子
”
，从而同时锁住病毒的多个部位，有效应对变异株
。

将靶点从易变的区域转向病毒结构中更保守的隐蔽部分 ，可以更好地应对多种高变异病毒感染。目前，全球针对冠状病毒 、流感病毒
、艾滋病病毒等开发出广谱中和的候选纳米抗体
，部分候选抗体已进入临床试验 。

此次美国与法国科学家的最新合作，进一步拓展了纳米抗体的应用疆域
。针对压力诱导的抑郁症 ，传统药物往往起效慢、副作用大。研究团队利用纳米抗体激活大脑中与情绪调节相关的关键受体
，在小鼠模型中展现出快速起效 、疗效持久的特点 。此前，法国团队开发出针对精神分裂症相关关键脑受体的纳米抗体 ，在经过外周注射后
，纳米抗体能够穿越血脑屏障进入脑内，在小鼠模型中改善行为学缺陷 ，其疗效至少持续一周。这些发现不仅验证了纳米抗体治疗脑部疾病的可行性
，更为治疗精神分裂症
、抑郁症等复杂精神疾病提供了方案
。它证明了通过基因工程改造的天然蛋白，可以成为调节大脑功能的精密工具 ，为患者带来新的希望。

AI赋能：当“自然馈赠”遇上“智能设计 ”

抗体设计更加精准
，有望大幅压缩新药研发成本与周期

如果说纳米抗体是大自然馈赠的“璞玉
”，那么AI就是“点石成金”的巧手 。抗体药物的研发范式 ，正在经历一场由AI驱动的深刻变革
。传统抗体筛选依赖免疫动物或构建庞大的文库，再通过反复筛选获得候选分子
，过程如同大海捞针，耗时耗力。如今 ，AI开始直接根据特定靶点结构
，按图索骥，设计出相应的抗体序列 。

2025年 ，诺贝尔化学奖获得者、美国华盛顿大学科学家大卫·贝克的团队开发出一款生成式AI模型
，能够面向特定抗原的指定部位，从头生成纳米抗体序列 ，部分纳米抗体在结合构象上达到了原子级精度
。这种“计算生成—实验验证—快速迭代 ”的全新流程
，使得抗体设计更加定向和精准，有望显著缩短新药研发周期。

中国在纳米抗体药物的研发上已进入产业化验证阶段 。复旦大学与腾讯AI实验室联合开发出专用设计平台——TFDesign—sdAb ，在解决纳米抗体纯化 、产业化等难点问题上实现突破
。比如
，传统上，纳米抗体因无法与工业界通用的纯化介质直接结合 ，导致生产成本高昂。中国研究团队采用“先生成
、后排序”的AI策略，让算法设计出成千上万种纳米抗体的改造方案
，再筛选出既保留治病能力又能完美适配传统工业化生产流程的方案，就像在纳米抗体身上“缝
”上了一个能适配工业流水线的“接口” 。研究结果显示 ，设计成功率达到100%
。这意味着纳米抗体药物可以无缝接入现有的大规模生产线
，大幅降低生产成本。

尽管发展前景广阔，纳米抗体的全面普及仍面临不少挑战 。AI模型对纳米抗体独特结构的预测精度仍需提升 ，且高度依赖稀缺的实验数据；面对癌症、神经退行性疾病等复杂疾病
，如何找到更有效的靶点仍是难题；如何更高效地克服生理屏障 、实现多靶点协同调控，也是未来攻关的重点。

总体来看 ，随着AI技术的飞速突破和生物医药产业的能级跃升
，纳米抗体研发正迎来黄金期
。通过多智能体系统、AI大模型与自动化高通量实验平台的深度融合，纳米抗体的研发正在形成“计算指导发现 ”的高效路径 ，这不仅将大幅压缩新药研发的成本与周期
，并为复杂疾病的治疗提供新的可能。

（作者为复旦大学
、上海创智学院特聘教授，上海合成免疫工程技术研究中心主任 应天雷）

《人民日报》（2026年03月30日 第 16 版）