骆驼是唯一能够产生功能性重链抗体(HCAbs)的哺乳动物，抗体(Abs)，也称为免疫球蛋白(IGs)，是在体液免疫中起核心作用的糖蛋白。所有有颌脊椎动物的常规抗体都是异质分子，由两条相同的重(H)链和两条相同的轻(L)链组成。长期以来，这种四聚体结构一直被认为是Ab的原型，直到在骆驼血清中发现了一种不寻常的Ab亚群，这些特殊的Abs仅由两个相同的H链组成，因此被称为重链Abs（HCAbs）。到目前为止，骆驼科是已知的唯一拥有这些功能性同源二聚HCAbs的哺乳动物。
在骆驼类动物中，HCAbs通常占血清总IgG的10.80%。如此显著的比例证明了HCAbs在骆驼类免疫保护中的重要性。HCAbs和常规抗体的共存使得骆驼类获得了新的抗原受体特性，从而扩大了“抗原空间”的覆盖范围。
通过对7只家养双峰驼和1只野生双峰驼的gDNA文库进行了种系IGHV3基因的高通量扩增子测序，涵盖FR1至FR3，获得了440,460个原始测序reads。在同源度达到99%的序列聚类后，共获得了170个具有代表性的基因(图1)。饱和曲线表明这些序列足以代表种系IGHV3基因库。加入野生双峰驼样本后，基因数量几乎没有增加，这表明种系IGHV3基因库在家养和野生之间的差异不大。
图1.双峰骆驼生殖系VHH积累的数量和VH
本研究编译了羊驼(VH:43,VHH:17)和单峰驼(VH:50,VHH:42)的IGHV3基因序列，并在所有骆驼科动物中构建了一个邻接(NJ)系统发育树。结果表明，所有VHH基因形成了一个单系进化枝(图2A)。羊驼的序列明显不同于双峰驼和单峰骆驼，这与这些物种的进化距离一致（图2A）。
本研究计算了骆驼科动物中VHs和VHH的核苷酸多样性。如图2所示，双峰驼在VHs和VHs上的核苷酸多样性与单峰驼和羊驼相比略高，可能是由于本研究中更高的测序覆盖率。但是，骆驼科的VHs和VHs的核苷酸多样性都低于非骆驼科的IGHV3基因。
图2.骆驼和非骆驼物种IGHV3家族中骆驼VHH基因与VH基因核苷酸多样性的比较
根据非典型半胱氨酸的位置，VHH可分为8种类型，在骆驼类中分布不同(图3)。在双峰驼和单峰驼中以2b、2c和3a型为主，在羊驼中以1型和3b型为主。非标准半胱氨酸的存在会形成额外的二硫键，从而扩大VHs的结构多样性，并且这种影响在双峰驼和单峰骆驼中比羊驼更为剧烈。
图3.基于非典型半胱氨酸位置的VHH类型