抗体库技术是获取高亲和力抗体的关键技术之一。然而，天然抗体库和免疫抗体库均存在一定局限性，例如缺乏针对自身抗原的抗体、易引起免疫原性或交叉反应等不良反应。因此，合成及半合成抗体库的应用正逐渐扩展，并显示出显著优势。
随着噬菌体展示技术的不断发展和成熟，利用基因工程方法在抗体轻链和重链可变区引入大规模随机突变，已成为当前构建合成抗体库的主流策略。该方法不仅显著提高了抗体亲和力筛选的效率，还能够在构建过程的任意阶段进行精确调控，例如通过密码子优化、CDR区定向突变或框架区稳定化等手段进一步优化抗体性能。此外，合成抗体库还具有人源化程度高、免疫原性低、库容量大和多样性高等特点，使其在治疗性抗体开发和体外诊断试剂研制中具有广阔的应用前景。
Kunkel法是构建合成和半合成抗体库的经典策略，但其存在模板难以完全去除、实验效率较低等问题。近日，国科大杭州高等研究院（以下简称杭高院）生命与健康科学学院（以下简称生命学院）陈世阳助理研究员和陈剑峰研究员在《Journal of Biological Chemistry》杂志的发表了一篇题为“A diverse semi-synthetic humanized scFv phage display library for anti-CXCL16 antibodies”的研究论文。该研究在Kunkel法基础上进行了优化：改进了单链DNA抽提与引物磷酸化等实验条件，显著提高了实验效率；通过在轻链和重链的CDR3区分别引入原模版特异性酶切位点，实现了对原始质粒模板的高效去除；并以趋化因子CXCL16为靶标，成功筛选出能够高效阻断CXCL16与其配体CXCR6结合的高亲和力抗体。
作者通过NNK, DRC等简并密码子在抗体重链和轻链的CDR3区组合模拟了天然氨基酸在人体中的分布比例，并构建了两个具有不同CDRH3长度的子库，以便在更好模拟天然免疫系统多样性的同时可以更好的识别匹配不同类型的抗原（图1）。
图1: 抗体库的长度多样性 (A）和 序列多样性 (B)
为消除原始模板抗体在筛选过程中可能造成的干扰，研究团队在CDR3区引入了两个不同的酶切位点。测序结果显示，最终抗体库的有效多样性达到1.73×10¹⁰，且原始模板质粒被完全清除，充分证明了该抗体库具有良好的多样性和筛选潜力。
CXCL16是一种重要的趋化因子，它通过介导免疫细胞（如T细胞和NK细胞）的迁移与浸润，在炎症反应和抗肿瘤免疫中发挥核心作用。为进一步验证抗体库的功能性，研究以CXCL16为靶点筛选出12个高亲和力scFv抗体，其中6个可阻断CXCL16与受体CXCR6的结合。将这6个scFv转化为全长IgG后，3个仍保持阻断活性，尤以11号抗体抑制效果最强，上述结果从功能层面证明了抗体库的实用价值。
该研究有效解决了Kunkel法实验效率低和模板残留等问题，提出了一种快速、高效、低成本构建大容量半合成抗体库的策略。国科大杭高院为该工作的第一单位。杭高院生命学院2021级研究生李镇生为本论文第一作者，陈世阳助理研究员和陈剑峰研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、杭高院启动经费等支持。
原文链接：https://www.jbc.org/article/S0021-9258(25)02544-X/fulltext
