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噬菌體展示技術(shù)是一種基于噬菌體表面展示外源多肽、抗體或蛋白質(zhì)的技術(shù)。該技術(shù)最早由George P. Smith等人于1985年首次報(bào)道，并在90年代初由John McCafferty和Gregory Winter應(yīng)用在抗體工程領(lǐng)域。之后經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和完善，已經(jīng)成為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的重要工具之一。2018年，噬菌體展示研究的兩位先驅(qū)，美國(guó)科學(xué)家喬治·史密斯（George P. Smith）和英國(guó)科學(xué)家格雷格·文特（Gregory P.Winter）榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

在噬菌體展示技術(shù)中，外源蛋白或多肽序列被克隆到噬菌體表面蛋白的特定區(qū)域中，從而將其展示在噬菌體表面。隨后，噬菌體庫(kù)中的噬菌體可以被用于篩選出與目標(biāo)分子結(jié)合的抗體或蛋白質(zhì)。這種技術(shù)可以高通量地篩選出具有特異性的抗體或蛋白質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于新藥研發(fā)、抗體篩選、疫苗開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。

噬菌體展示的原理

噬菌體展示技術(shù)是將外源的多肽，抗體等片段，插入到噬菌體的結(jié)構(gòu)基因，常見(jiàn)的是與PIII或PVIII融合表達(dá)，被展示在噬菌體表面的分子仍然保持生物活性。要從噬菌體文庫(kù)中挑選出想要的分子，就要經(jīng)過(guò) “淘篩”。該過(guò)程簡(jiǎn)單地說(shuō)就是被展示在噬菌體表面的肽庫(kù)或者蛋白庫(kù)能夠特異地與目標(biāo)抗原識(shí)別并結(jié)合，經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間的孵育之后，可使用洗滌液洗去與抗原結(jié)合較弱或者未結(jié)合的游離噬菌體。隨后將特異性結(jié)合的目標(biāo)噬菌體洗脫下來(lái)，感染大腸桿菌并進(jìn)行擴(kuò)增以得到下一輪的子噬菌體庫(kù)。隨后經(jīng)過(guò)2輪～3輪的“吸附-洗脫-擴(kuò)增”富集過(guò)程后，能夠與抗原特異性結(jié)合的噬菌體的比例得到了逐步提高。最終獲得能夠識(shí)別靶分子的多肽或者蛋白，可被用于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。

噬菌體展示技術(shù)有以下優(yōu)勢(shì)

高通量：噬菌體展示技術(shù)可以同時(shí)展示成千上萬(wàn)種不同的抗體或蛋白質(zhì)，可以大大加快篩選的速度，提高效率。

穩(wěn)定性：噬菌體抗體庫(kù)可以長(zhǎng)期保存并使用，從而可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的研究和開(kāi)發(fā)工作。

靈活性：噬菌體展示技術(shù)可以用于展示各種類型的分子，包括抗體、蛋白質(zhì)、多肽等，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

噬菌體展示技術(shù)存在的局限

原核表達(dá)：

噬菌體是一種病毒，需要感染大腸桿菌才能進(jìn)行復(fù)制與擴(kuò)增，是原核表達(dá)體系。但抗體是來(lái)源于真核，由于密碼子的偏好性，不能夠讓有些抗體能夠得到有效的展示或有毒，導(dǎo)致克隆丟失。

偏向性：

噬菌體的偏向性非常嚴(yán)重，主要是由3個(gè)方面引起的：a.噬菌體是原核體系，而抗體來(lái)源于真核，由于密碼子的偏好性和有些分子對(duì)E.coli有毒，導(dǎo)致克隆生長(zhǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)速率不一致，甚至導(dǎo)致克隆丟失；b.沒(méi)有插入片段的克隆，生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)插入片段的克隆，導(dǎo)致文庫(kù)質(zhì)量降低；c.ORF讀碼框不正確，也會(huì)導(dǎo)致這類克隆生長(zhǎng)過(guò)快。

抗體庫(kù)構(gòu)建：

構(gòu)建高質(zhì)量的噬菌體抗體庫(kù)需要大量的時(shí)間和精力，因此需要專業(yè)的技術(shù)和設(shè)備支持。

不適用于大分子：

噬菌體展示技術(shù)對(duì)分子大小存在一定的限制，對(duì)于大分子的展示效果較差。

噬菌體展示技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和局限性，需要根據(jù)具體應(yīng)用情況進(jìn)行選擇和優(yōu)化。

阿帕克生物噬菌體展示技術(shù)優(yōu)勢(shì)  

1. 基于5' RACE，優(yōu)化抗體擴(kuò)增上游引物，提高抗體序列覆蓋度，降低偏向擴(kuò)增。

2.  "零背景”技術(shù)保證文庫(kù)插入率達(dá)到100%。

3. 同源重組與超級(jí)感受態(tài)聯(lián)合使用讓文庫(kù)庫(kù)容量達(dá)到10⁹。

參考資料：

1. Hoogenboom HR (2002) Overview of antibody phage-display technology and its applications. Methods Mol Biol 178:1–37.

2. Griffiths AD, Malmqvist M, Marks JD et al (1993) Human anti-self antibodies with high specifi city from phage display libraries. EMBO J 12:725–734.

3. Vincke C, Gutiérrez C, Wernery U, Devoogdt N, Hassanzadeh-Ghassabeh G, Muyldermans S. Generation of single domain antibody fragments derived from camelids and generation of manifold constructs. Methods in Molecular Biology. 2012;907:145-176. doi:10.1007/978-1-61779-974-7_7

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