浅析抗体库技术的发展

20世纪80年代，抗体基因结构及功能的研究成果与重组DNA技术结合，产生了基因工程抗体技术。早期用于构建基因工程的抗体基因来源于杂交瘤细胞。由于获得杂交瘤细胞必须经过动物免疫、细胞融合及克隆筛选这些一个长期、复杂的过程；而且利用杂交瘤技术很难制备人源抗体和自身抗原或弱免疫源性抗原抗体，所以限制了基因工程抗体技术的推广和应用。进入20世纪90年代，组合化学技术与基因工程抗体技术相互结合产生了抗体库技术，从此抗体工程技术进入了一个新的发展阶段。抗体库技术的产生基于两项关键技术的突破：①PCR技术的出现和发展使人们能够使用一套引物扩增出全套免疫球蛋白可变区基因；②利用大肠杆菌成功表达出具有抗原结合功能的抗体分子片段。

从狭义上讲，所谓抗体库技术，就是用基因克隆技术克隆全套抗体重链和轻链可变区基因，然后重组到特定的原核表达载体中，再转化大肠杆菌以表达有功能的抗体分子片段，并通过亲和筛选获得特异性抗体可变区基因的技术。利用抗体库技术筛选到的抗体基因将被用于构建和表达基因工程抗体。

抗体库技术的不断完善和发展，抗体库技术的定义也不断更新。根据使用的筛选技术的不同，抗体库技术经历了组合抗体库、噬菌体抗体库、核糖体展示抗体库3个发展阶段。1989年，美国Scripts研究所Huse等首次阐述了组合抗体库技术。他们采用RT-PCR技术从淋巴细胞中克隆出抗体轻链全套基因和重链Fd段全套基因，并分别组建到λ噬菌体表达载体中，得到轻链基因库和重链基因库，再将轻链基因和重链基因随机重组到同一个表达载体中，形成组合抗体库。该抗体库经体外包装后感染大肠杆菌，铺板培养，感染了λ噬菌体的大肠杆菌由于噬菌体的增殖而裂解，释放处的噬菌体再感染周围的大肠杆菌细胞，形成噬菌斑，表达的Fab片段也被释放到噬菌斑内。将噬菌斑转移到硝酸纤维素膜上，用同位素标记或辣根过氧化物酶标记的抗原筛选表达特异性抗体片段的克隆，获得Fab片段的基因。不难看出，组合抗体库技术较杂交瘤技术有着明显的优势；越过细胞融合的步骤，省时省力；扩大了筛选容量，有利于获得高亲和力抗体；直接获得抗体的基因，省去从杂交瘤细胞克隆基因的步骤，便于进一步构建各种基因工程抗体；筛选到的抗体更易于在大肠杆菌中表达；不需要进行体内免疫，有可能获得自身抗原、弱免疫源性抗原、毒性抗原的抗体和人源抗体。

组合抗体库技术出现后不到一年，即被噬菌体抗体库技术所代替，该技术是在噬菌体表面展示技术基础上建立起来的，是迄今为止，发展最成熟、应用最为广泛的抗体库技术。使用该技术陆续已经构建成功免疫抗体库、天然抗体库、半合成抗体库和全合成抗体库，并从中筛选出功能抗体的基因。近几年又出现了选择性感染噬菌体展示抗体库、核糖体展示抗体库（如下图）等多种新型抗体库技术。其中核糖体展示抗体库的构建、筛选完全在体外进行，不必进行大肠杆菌转化，更易于构建高容量、高质量抗体库，筛选高亲和力抗体和采用体外进化的方法对抗体进行改造，因此代表了抗体库技术的未来发展趋势。

目前，使用抗体库技术不仅可以筛选特异抗体片段，而且还能够对已有的抗体分子进行改造，如降低抗体鼠源性、提高其亲和力和稳定性等。后者又被称为抗体定向进化，而所使用的抗体库被称为定向进化抗体库。由于核糖体展示技术的整个过程均在体外进行，不需要转化大肠杆菌进行克隆和表达，更易于引入突变，构建高容量突变库，而且方便进行多轮反复筛选，是进行抗体体外定向进化良好工具。