Phage Display
Phage Display（噬菌体展示技术）是一种主要用于筛选多肽、蛋白质或抗体的体外选择技术，由 George Smith 于 1985 年发明（获 2018 年诺贝尔化学奖）。该技术的核心在于将外源 DNA 片段插入噬菌体基因组中，使目标蛋白与噬菌体外壳蛋白（如 M13 的 pIII 或 pVIII）融合表达，从而展示在噬菌体表面。这种设计巧妙地建立了“基因型”（内部 DNA）与“表型”（表面蛋白）之间的物理连接。通过构建容量高达 $10^{11}$ 的文库并利用生物淘选 (Biopanning) 流程，科学家可以从数十亿个变体中迅速筛选出与靶标具有高亲和力的抗体或多肽，这使得它成为现代全人源抗体药物发现（如药王 Humira）的基石。
核心流程：生物淘选 (Biopanning)
生物淘选是一个模拟自然界“优胜劣汰”的循环进化过程，通常需要进行 3-5 轮循环以富集高亲和力结合者：
- 结合 (Binding)： 将巨大的噬菌体文库与固相化（如孔板底部）的靶抗原共同孵育，特异性噬菌体结合，非特异性者游离。
- 洗涤 (Washing)： 严格清洗去除非特异性或弱结合的噬菌体，这是决定筛选特异性的关键步骤。
- 洗脱 (Elution)： 通过酸碱度变化或竞争性抑制剂，将结合的噬菌体从抗原上解离下来。
- 扩增 (Amplification)： 用洗脱下来的噬菌体感染宿主菌（如大肠杆菌），利用细菌的生物合成机器大量复制这些“胜出”的噬菌体，投入下一轮筛选。
技术对比：抗体发现的双雄
超越免疫限制： 噬菌体展示最大的优势在于它是一个体外 (In vitro) 系统，不受人体免疫耐受机制的限制，因此可以筛选出针对自身抗原或剧毒抗原的抗体。
| 维度 | 噬菌体展示 (Phage Display) | 杂交瘤技术 (Hybridoma) |
|---|---|---|
| 抗体来源 | 全人源 (Fully Human) | 鼠源 (需后期人源化改造) |
| 筛选周期 | 快 (数周) | 慢 (数月) |
| 抗原限制 | 无 (可针对有毒/自身抗原) | 需引发动物免疫反应 |
| 亲和力成熟 | 体外随机突变优化 | 体内天然成熟 |
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Smith GP. (1985). Filamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface. Science.
[点评]：开山之作，George Smith 首次提出了“噬菌体展示”的概念，证明了表面展示的可行性。
[2] McCafferty J, Griffiths AD, Winter G, Chiswell DJ. (1990). Phage antibodies: filamentous phage displaying antibody variable domains. Nature.
[点评]：Greg Winter 团队成功将抗体片段（scFv）展示在噬菌体表面，正式开启了治疗性抗体筛选的新时代。
[3] Marks JD, et al. (1991). By-passing immunization: human antibodies from V-gene libraries displayed on phage. Journal of Molecular Biology.
[点评]：展示了如何构建不依赖免疫的“天然”抗体文库，使得从试管中直接获取全人源抗体成为现实。