1993年，比利時布魯塞爾自由大學免疫學家Hamers-Casterman教授以及他的同事們在駱駝（駱駝科，后來研究證實也包括單峰駱駝和羊駝）的血清中發現了一種與傳統抗體結構不同的新型抗體，這種抗體僅僅由兩條重鏈構成，被稱為重鏈抗體(heavy-chain antibody, HCAb)。重鏈抗體的重鏈的可變區稱為VHH(variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody)，通過體外重組表達制備的VHH分子質量僅僅為15kDa，是傳統抗體的十分之一左右，是抗原結合片段（scFV，VH-VL）的二分之一左右，因此被稱為納米抗體(nanobody, Nb)。

納米抗體的篩選和制備

1、納米抗體基因文庫的構建

抗原特異的納米抗體可以通過免疫庫、天然庫或合成庫產生，其中免疫庫的構建常用的納米抗體開發技術。

用純化的靶抗原對羊駝進行免疫，免疫成功后在羊駝血液中提取包含成熟B細胞的淋巴細胞。抽提淋巴細胞的RNA并反轉成cDNA文庫，利用特殊設計的引物在cDNA文庫中再次進行PCR擴增，得到特異的基因片段；隨后將特異的基因片段拼接重組在噬菌體載體上，并轉染大腸桿菌，最終完成納米抗體基因文庫的構建。

2、特異性抗體的篩選將靶點抗原或者帶有抗原的物質直接/間接的固定在固體載體上，隨后加入噬菌體文庫和抗原相互作用。作用一段時間后陽性噬菌體會和抗原結合，用洗滌液洗滌固體載體表面，可以將未結合或非特異結合的噬菌體洗去。隨后用強酸或者強堿破壞固體載體上抗原和陽性噬菌體的結合，從而得到陽性噬菌體溶液。一般重復進行2-3輪的篩選即可獲得符合開發要求的納米抗體克隆。

3、納米抗體的生產制備

獲得符合要求的抗體克隆后需要進行抗體的大規模生產制備。納米抗體的生產制備是DNA轉錄到mRNA然后翻譯成蛋白的過程。由于抗體具有復雜的結構，因此在表達體系中需要復雜的細胞器來完成正確的表達、折疊和加工。目前，在工業界有一系列成熟的表達體系可用于抗體表達，不同的表達體系之間各有優劣勢差異。抗體設計的*功能表達和純化是決定它們實現應用命運的關鍵因素，因此選擇合適的表達體系是獲得最大收益的重要環節。

哺乳動物細胞系由于免疫原性低，且其細胞器可提供*的折疊、分泌和翻譯后修飾，是治療性抗體的shou選表達系統，但同時存在生產成本高、技術難度大等缺陷；大腸桿菌表達體系由于其便利的生產和操作、快速的生產周期以及成熟的平臺體系zui歡迎，然而，由于氧化氛圍和折疊能力的限制，大腸桿菌不能表達具有復雜結構和富含二硫鍵的重組抗體；酵母是另一個普遍使用的微生物表達宿主，其結合了原核表達系統的優勢（周期短、成本低、操作簡單）和真核表達系統的優勢（正確的折疊、修飾和分泌），使得它成為zui歡迎的可表達全長IgG或者其他抗體形式的宿主。還有其他一些系統可用于表達重組抗體，比如絲狀真菌、藻類、原蟲、昆蟲細胞、轉基因植物和動物，其中對轉基因植物和動物的研究處于相對初始的階段，需要進一步的深入研究。對于納米抗體，由于其結構簡單，水溶性較好，因此可以利用成本比較低的細菌表達系統和酵母表達系統進行大量生產。例如，比利時Ablynx公司建立了成熟的畢赤酵母表達和純化工藝。納米抗體在哺乳動物細胞系中生產鮮有報道，因為生產成本的昂貴會限制該體系的發展。在植物和動物體內進行納米抗體生產也有大量的研究報道，跟傳統抗體生產體系相似，這兩種體系生產的納米抗體具有成本低、污染少安全性高的特點，具有潛在的應用價值。