噬菌體展示技術(shù)應(yīng)用于抗體藥物研發(fā)的關(guān)鍵步驟和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

 

噬菌體展示技術(shù)是一種快速、低成本、高通量的多肽抗原篩選方法。從上世紀(jì)80年代被發(fā)明開始，已成為抗體發(fā)現(xiàn)的主流技術(shù)平臺(tái)之一。該技術(shù)是將外源多肽或蛋白質(zhì)DNA插入到噬菌體外殼蛋白的結(jié)構(gòu)基因的適當(dāng)位置上，外殼蛋白表達(dá)后，能直接在噬菌體表面表達(dá)出來，從而直接將基因型和表現(xiàn)型聯(lián)系起來。該技術(shù)可以針對(duì)所有靶點(diǎn)開展篩選，包括免疫原性較弱的靶點(diǎn)。
噬菌體展示在抗體藥物發(fā)現(xiàn)中有著廣泛的應(yīng)用。它可以促進(jìn)治療靶點(diǎn)的肽配體的識(shí)別，為藥物發(fā)現(xiàn)工作提供一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)它也是理解這些生物分子如何與其他蛋白質(zhì)發(fā)生交叉反應(yīng)的關(guān)鍵。專注于開發(fā)抗體藥物的研究小組使用噬菌體展示來研究抗體的選擇性，同時(shí)該技術(shù)也可用于識(shí)別適合靶向向腫瘤傳遞細(xì)胞毒素的scFv片段。

步驟一：噬菌體抗體庫的構(gòu)建
庫容和多樣性是評(píng)價(jià)噬菌體抗體文庫質(zhì)量的 2 個(gè)重要指標(biāo)，庫容大、多樣性高的抗體文庫才能方便、快捷地篩選出低抗原性、高親和性等生物學(xué)活性的優(yōu)質(zhì)抗體。高質(zhì)量的抗體文庫，是篩選出高親和力、高特異性抗體的保證。

需要考慮的關(guān)鍵問題包括：膜蛋白的選擇和改造、噬菌粒的元件選擇、CDR區(qū)域與backbone/P3區(qū)域的DNA同源性問題、宿主菌選擇/基因組改造、helper phage選擇等。另外，抗體庫的類型不同，對(duì)應(yīng)的技術(shù)要求也有很多區(qū)別。例如天然抗體庫構(gòu)建時(shí)Donors的選擇、VH/VK亞型的選擇等；免疫抗體庫構(gòu)建時(shí)抗原結(jié)構(gòu)分析與免疫策略設(shè)計(jì)、羊駝/駱駝VH的擴(kuò)增等；全合成抗體庫構(gòu)建時(shí)突變模板的選擇、引物設(shè)計(jì)和突變方法等。
步驟二：抗體篩選
抗體庫的篩選流程主要有抗原結(jié)構(gòu)分析與制備、生物淘篩、陽性克隆鑒定三個(gè)環(huán)節(jié)。具體細(xì)節(jié)包括篩選用抗原的選擇，不同類型抗原（蛋白、細(xì)胞）的淘篩流程，不同篩選策略（競爭性篩選）的注意要點(diǎn)以及NGS技術(shù)的輔助應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

步驟三：測序、表達(dá)及純化、QC 檢測等
這一步驟主要涉及的是抗體工程改造的應(yīng)用，如何確保最終獲得的高質(zhì)量的目的抗體？普健生物噬菌體展示抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)平臺(tái)擁有豐厚的技術(shù)積累和沉淀，基于嚴(yán)苛的QC檢測，可確保總插入率及正確率——片段插入率 100%，抗體序列正確率 >90%；具備抗體序列多樣性分析如種系基因（Germline）分析、互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）分析等。
噬菌體展示技術(shù)目廣泛應(yīng)用于研制類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、牛皮蘚和炎癥性腸病等抗體藥（比如：阿達(dá)木單抗）發(fā)現(xiàn)，我們可以預(yù)見，隨著生命科學(xué)領(lǐng)域研究的深入，噬菌體展示技術(shù)在未來的藥物研發(fā)中將會(huì)繼續(xù)大放異彩。