噬菌體展示技術在重組抗體中的作用是什么？

日期：2025-06-05 14:47:28

噬菌體展示技術在重組抗體的研發與制備中具有關鍵作用，主要體現在抗體庫構建、篩選優化、親和力成熟及生產應用等方面，以下是具體介紹：

一、構建大容量抗體庫

1、原理：將抗體的可變區基因（如 Fab 段或 scFv 段）與噬菌體外殼蛋白基因融合，通過噬菌體感染宿主菌（如大腸桿菌），使抗體片段展示在噬菌體表面，形成包含海量抗體變體的文庫。

2、作用：

多樣性覆蓋：可構建包含109−1012種不同抗體的文庫，覆蓋幾乎所有可能的抗原結合特異性，為后續篩選提供豐富素材。

模擬天然免疫過程：無需免疫動物，直接從文庫中篩選針對特定抗原的抗體，避免了傳統雜交瘤技術的局限性（如動物免疫難度、倫理問題等）。

二、高效篩選特異性抗體

1、篩選流程：

抗原包被：將目標抗原固定在固相載體（如 ELISA 板、磁珠）上。

親和捕獲：加入噬菌體抗體庫，通過抗原 - 抗體特異性結合，捕獲攜帶目標抗體的噬菌體。

洗脫與擴增：洗脫結合的噬菌體，感染宿主菌進行擴增，重復篩選（通常 3-5 輪）以富集高親和力抗體。

2、優勢：

高通量與特異性：可在體外快速篩選出針對復雜抗原（如腫瘤抗原、病毒蛋白）的特異性抗體，周期短（數周至數月），效率遠超傳統方法。

適用范圍廣：可篩選針對難以免疫動物的抗原（如自身抗原、毒性抗原）的抗體。

三、抗體親和力成熟

1、原理：通過易錯 PCR、DNA 改組（DNA shuffling）等技術對抗體可變區基因引入隨機突變，構建突變文庫，再通過噬菌體展示篩選出親和力更高的抗體變體。

2、作用：

提升抗體性能：將初始低親和力抗體（KD 值通常為10−7−10−8 M）優化至納摩爾（10−9 M）甚至皮摩爾（10−12 M）級別，滿足臨床應用需求（如治療性抗體需高親和力以確保療效）。

定向進化：無需依賴動物體內免疫應答，直接在體外對抗體進行改造，靈活可控。

四、重組抗體的生產與優化

可溶性表達：篩選出的噬菌體抗體基因可克隆至表達載體（如質粒），在大腸桿菌、酵母或哺乳動物細胞中實現可溶性表達，制備重組抗體（如單鏈抗體 scFv、雙特異性抗體等）。

人源化改造：通過噬菌體展示技術篩選人源抗體庫或對鼠源抗體進行人源化改造，降低抗體的免疫原性（如治療性抗體需避免引發人體抗藥物抗體反應）。

五、應用場景與優勢總結

應用場景	噬菌體展示技術的作用
治療性抗體開發	篩選抗腫瘤、抗病毒等高親和力人源化抗體（如阿達木單抗、帕博利珠單抗的早期研發）。
診斷試劑制備	快速獲取針對病原體（如新冠病毒）或腫瘤標志物的特異性抗體，用于 ELISA、免疫熒光等檢測。
基礎研究工具	制備基因編輯工具（如 CRISPR 相關蛋白）的抗體，或用于細胞信號通路研究的功能型抗體。
抗體工程創新	開發雙特異性抗體、納米抗體等新型抗體形式，拓展抗體在靶向治療、免疫治療中的應用。