重链抗体（hcAbs）可变区衍生的纳米抗体（单域抗体）凭借分子量小、热稳定性优异、组织渗透能力突出等独特优势，在生物医药领域前景广阔。但目前其制备主要依赖骆驼科动物，存在成本高、操作不便等限制。近年来科学家们尝试通过将骆驼或人类重链基因整合到小鼠或大鼠基因组中来产生嵌合重链抗体，例如cam/μMT小鼠、UniRats等。然而，外源重链可变区基因的引入只能实现有限的基因片段整合，且部分小鼠模型的抗体表达水平和免疫应答效果并不理想。

2026年5月12日，中国农业大学张然副教授、赵要风教授联合中国科学院动物研究所王皓毅研究员团队在National Science Review 在线发表题为“Robust production of heavy-chain-only antibodies in CRISPR/Cas mediated in situ modification of IgH locus”的原创研究论文。该工作依托CRISPR/Cas9原位基因编辑技术，对小鼠内源IgH基因座进行精准大片段敲除改造，成功构建了MDG1小鼠模型，该模型无需导入任何外源重链编码基因，即可驱动内源IgG2c亚型重链抗体高效稳定表达，同时完整保留正常B细胞发育与多样性抗体文库，为低成本、高通量开发单域抗体提供了一个全新的动物模型平台。

传统嵌合重链抗体小鼠依赖外源重链基因，抗体表达低、多样性受限。本研究借助CRISPR-Cas9敲除小鼠IgH位点约134 kb的Cμ–Cγ2c-CH1大片段，成功构建可高效稳定表达内源重链抗体的MDG1小鼠模型。尽管缺失关键B细胞发育相关μ和δ基因，但MDG1小鼠骨髓和脾脏B细胞发育正常，同时且抗体库多样性完整。

使用多种肿瘤靶点及非洲猪瘟病毒蛋白免疫后，MDG1小鼠可产生高滴度IgG2c型重链抗体。经噬菌体展示筛选得到的单域抗体亲和力早10⁻⁸–10⁻¹⁰ M 水平，稳定性与可溶性媲美骆驼源纳米抗体。此外，这些单域抗体不仅表现出强效病毒中和能力，部分单域抗体融合人IgG-Fc后可靶向肿瘤细胞，有望助力于抗病毒药物和疫苗研发等领域。

MDG1 小鼠仅改造内源基因，无外源插入风险，同时保留正常B细胞发育与丰富抗体库。相较于骆驼免疫体系，其成本更低、便于批量繁育，适合高通量抗体筛选；也可用于B细胞发育、BCR信号相关基础研究，拥有突出的科研与产业转化价值。

MDG1小鼠构建及相关检测结果图（图源自National Science Review ）

中国农业大学张然副教授、赵要风教授、中国科学院动物研究所王皓毅研究员为本文共同通讯作者；中国农业大学已毕业博士王维、郑蜀南，在读博士彭元昊，合肥综合性国家科学中心项光海特聘研究员、中国农科院兰州兽医研究所冯涛特聘研究员为论文共同第一作者。该研究获得多项国家重点研发计划及中国农业大学“2115人才发展计划”专项资助。

文章链接：https://academic.oup.com/nsr/article/13/11/nwag270/8676386