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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)，美國科學(xué)家喬治·史密斯（George P. Smith）和英國科學(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。要從噬菌體文庫中挑選出想要的分子，就要經(jīng)過 “淘篩”。該過程簡(jiǎn)單地說就是被展示在噬菌體表面的肽庫或者蛋白庫能夠特異地與目標(biāo)抗原識(shí)別并結(jié)合，經(jīng)過足夠時(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，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。隨后經(jīng)過2輪～3輪的“吸附-洗脫-擴(kuò)增”富集過程后，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)過程中生長(zhǎng)速率不一致，甚至導(dǎo)致克隆丟失；b.沒有插入片段的克隆，生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過插入片段的克隆，導(dǎo)致文庫質(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)過快。

抗體庫構(gòu)建：

構(gòu)建高質(zhì)量的噬菌體抗體庫需要大量的時(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)合使用讓文庫庫容量達(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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