摘要：本文聚焦噬菌體展示技術(shù)在抗癌抗體發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用。先介紹該技術(shù)的發(fā)展及在癌癥治療中的重要性，接著闡述噬菌體展示技術(shù)的原理，包括不同噬菌體類型、展示價態(tài)、抗體庫構(gòu)建與篩選等；隨后說明基于此技術(shù)的抗體工程改造方法；最后列舉通過該技術(shù)獲得的抗癌治療性抗體，并展望其未來在癌癥治療領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿?，表明該技術(shù)有望為癌癥治療帶來重大突破。

一、癌癥治療與噬菌體展示技術(shù)概述

癌癥長期以來都是難以攻克的疾病，多年來，多種治療方式不斷涌現(xiàn)，如手術(shù)切除、放療、化療以及免疫治療等（圖 1）。隨著醫(yī)學(xué)發(fā)展，基于抗體和抗體 - 藥物偶聯(lián)物（ADCs）的靶向免疫治療，憑借療效高、毒性相對較低的優(yōu)勢，成為抗癌的重要手段。

目前，鑒定具有治療活性抗體的主要技術(shù)有雜交瘤平臺、單個 B 細胞分離以及噬菌體/酵母展示。其中，噬菌體展示技術(shù)由 George P. Smith 教授于 1985 年提出，2018 年，該技術(shù)的相關(guān)研究獲得諾貝爾化學(xué)獎，它極大地推動了蛋白質(zhì)/抗體工程和藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的發(fā)展。盡管技術(shù)不斷進步，但尋找新的抗癌靶向抗體和治療靶點仍是研究重點。

二、噬菌體展示技術(shù)詳解

2.1 噬菌體類型

M13 噬菌體：屬于 F 特異性絲狀噬菌體，在細菌宿主（如大腸桿菌）中繁殖時不殺死宿主，其基因組為正鏈環(huán)狀單鏈 DNA。M13 噬菌體的衣殼由 5 種蛋白質(zhì)組成，基于 M13 的平臺是噬菌體展示中最常用的（圖 4）。

其他噬菌體：T4 噬菌體基因組為線性雙鏈 DNA，能展示大蛋白且宿主范圍廣；T7 噬菌體對極端條件抗性強；λ - 噬菌體的某些蛋白可用于融合展示；RNA 大腸桿菌噬菌體 Qβ 能高效展示小蛋白和肽，其高突變率利于文庫多樣化和親和力成熟。

2.2 展示價態(tài)

展示價態(tài)是選擇噬菌體展示平臺的重要考慮因素。以 M13 為例，將文庫與 pVIII 融合可實現(xiàn)多價展示，適合展示肽和小蛋白，利于篩選低親和力結(jié)合物；與 pIII 融合則為單價展示，更適合較大的蛋白質(zhì)，如抗體片段，有助于篩選高親和力結(jié)合物 。

2.3 抗體庫

抗體庫的大小和組成至關(guān)重要。早期常從外周血、扁桃體或脾臟等分離的 B 細胞獲取抗體編碼序列構(gòu)建文庫，免疫后的宿主來源文庫更易篩選到理想抗體。如今，大規(guī)模平行寡核苷酸合成技術(shù)可增加文庫多樣性，控制抗體特征，提高篩選效率。

2.4 抗體篩選

基本流程：通過親和篩選（又稱生物淘選）從噬菌體表面展示的數(shù)十億抗體變體中鑒定抗體片段。先構(gòu)建抗體文庫，轉(zhuǎn)化為噬菌體形式后，在固相支持物上與目標進行多輪篩選，包括陽性和陰性選擇，最后對篩選出的噬菌體進行擴增和分析（圖 5）。

篩選策略：可使用患者樣本、癌細胞系、重組蛋白等作為目標材料，也可進行體內(nèi)篩選。此外，還有多種先進策略可用于篩選具有特定性質(zhì)的抗體，如能內(nèi)吞、pH 依賴結(jié)合、識別特定表位等。

三、基于噬菌體展示的抗體工程

3.1 常見抗體格式

治療性抗癌抗體的常見形式是免疫球蛋白 G（IgG），但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜無法在噬菌體表面展示。在噬菌體展示中，常使用更緊湊的抗體片段，如單鏈可變片段（scFv）、Fab 片段、單域抗體（sdAb）等 （圖 6）。這些片段雖穩(wěn)定性較好，但臨床應(yīng)用受限，常需進一步工程改造。

3.2 抗體人源化

為降低抗體免疫原性，臨床主要研究人源化或全人源抗體?？贵w人源化通過框架替換或互補決定區(qū)（CDR）移植，將非人源抗體改造得更接近人源抗體，并通過噬菌體文庫篩選保留其特異性和親和力。

3.3 親和力成熟

通過體外/體內(nèi)誘變或基因合成，對抗體進行多輪改造和篩選，提高抗體與目標的結(jié)合強度。

3.4 抗體成藥性

從噬菌體展示中分離的高親和力抗體不一定具有治療可行性，需考慮其折疊、穩(wěn)定性、翻譯后修飾等特性?？赏ㄟ^重新格式化抗體或去除不良序列，篩選具有良好成藥性的抗體。

四、噬菌體展示技術(shù)獲得的抗癌治療性抗體

利用噬菌體展示技術(shù)已成功開發(fā)出多種抗癌治療性抗體，部分已獲 FDA 批準，部分處于臨床試驗階段（表 2）。這些抗體靶向多種癌癥相關(guān)抗原，在癌癥治療中展現(xiàn)出巨大潛力。例如，阿替利珠單抗（Atezolizumab）和阿維魯單抗（Avelumab）作為檢查點抑制劑已獲批；尼妥珠單抗（Necitumumab）用于治療頭頸癌和非小細胞肺癌；雷莫西尤單抗（Ramucirumab）可用于治療胃癌和非小細胞肺癌等 。

五、結(jié)論與展望

噬菌體展示技術(shù)在抗癌抗體的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)中具有重要價值，其能夠篩選高特異性和高親和力的抗體，部分抗體已在臨床研究中取得良好效果。隨著新的展示平臺出現(xiàn)和抗體工程技術(shù)進步，噬菌體展示技術(shù)在抗癌治療領(lǐng)域的應(yīng)用有望進一步拓展，為癌癥患者帶來新的希望。

識別微信二維碼，添加生物制品圈小編，符合條件者即可加入

生物制品微信群！

請注明：姓名+研究方向！

本公眾號所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，且明確注明來源和作者，不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個人可與我們聯(lián)系(cbplib@163.com)，我們將立即進行刪除處理。所有文章僅代表作者觀點，不代表本站立場。