噬菌体展示抗体库分类

噬菌体展示技术是抗体药物开发的重要筛选平台，自阿达木单抗(adalimumab)以来已有十余款利用噬菌体展示技术开发的抗体上市，大部分是筛选预制库得到的。噬菌体展示技术可以通过控制淘选环节，富集特异性抗体，预制库不依赖免疫，可以更加高效经济地筛选到目标抗体。随着人们对能够成药抗体的特性了解不断深入，更可在文库构建阶段就有针对性地设计符合需求的抗体，进一步提高筛选效率。

噬菌体展示的成败主要取决于文库质量和淘选策略。通常噬菌体展示抗体库的库容要在十亿次方以上，才更有把握筛选到好抗体。根据基因来源，预制噬菌体展示抗体库可以分为天然库、全合成库和半合成库。

天然库通常由健康捐赠者提供基因材料，理论上可以筛选针对任何靶点的抗体。而以康复患者或疫苗接种者为供体，构建的抗体库多样性则高度倾向于特定靶点，因此可以相对较低的库容就有机会筛选到好抗体。

全合成文库骨架区是固定的序列，比较有代表性，易于成药，而互补决定区（CDR区）则是基于结构和功能人工设计的，这需要依赖大量的数据支持。在互补决定区合成的中使用三联密码子技术（Trimer codon）可以提高文库质量。具体地说，每个氨基酸由一个三联密码子固定对应，可以针对宿主的密码子使用偏好进行优化，还可以精准地控制氨基酸的位置和比例，避免设计外的无用序列，提高了抗体库的可用库容。

半合成库则是结合了来自天然库的CDR区和来自人工合成的CDR区。

噬菌体展示抗体库的“世代”

在最近一篇文章Evolution of phage display libraries for therapeutic antibody discovery(Zhang, 2023)中，作者根据人工设计程度的不同，将预制抗体库分为3代。

第1代为天然库或CDR区全随机的合成库。基因来源是天然的，但经过轻重链的组合，可以产生新的多样性。第1代天然库以MedImmmune开发的CAT为代表，利用CAT研究者开发了6款已上市的抗体药物，包括阿达木单抗。

第2代为全合成库或半合成库。第2代的抗体库包含更多的人工设计，或是基于统计学优选固定骨架而只对CDR3区进行随机化，或是通过机器学习等方式给出更接近天然分布的热点位置氨基酸比例，或是长度依赖性设计，或是从序列上避免糖基化等修饰等等。在具体的实现方式上，第2代抗体库开始采用前面提到的Trimer codon技术合成基因，避免了冗余基因。第2代抗体库以Dyax公司的Dyax和MorphoSys的HuCAL-GOLD为代表，已上市的抗体药物中4款来自前者，1款来自后者，更多的研究还处于临床阶段。HuCAL-GOLD在构建时，P3蛋白融合抗体展示技术的专利尚在保护期，为了回避知识产权风险，P3蛋白和抗体的连接是通过二硫键实现的。

第3代抗体库则试图提高库中抗体的成药性，包括长期稳定性、溶液中抗聚集、热力学稳定性、高表达量、低自交等，这些都与蛋白质的高级结构密切相关。最终目的是减少筛选到抗体后的序列优化工作。

治疗性药物来源抗体库的“世代”分布

根据这种定义，我们收集了目前处于临床阶段或者已经上市的利用噬菌体展示技术开发的抗体药物信息，除去免疫库，对这些药物使用的预制库的世代进行统计。

可以看到，目前上市的药物还主要以第1代抗体库来源为主，第2代抗体库来源大量处于II期和III期，未来将会有越来越多的药物上市。第3代抗体库是2019年以后出现的，目前已有进入Ⅲ期的项目，可能对缩短研发周期有帮助，尚待时间检验。

知禾的人源抗体库

知禾拥有成熟的噬菌体展示技术平台，凭借高效的连接与转化方式，可以在几周内构建百亿或千亿级别的天然抗体库或合成抗体库，分子形式可选Fab或者ScFV。知禾构建合成抗体库，基于无缝连接技术，选用Trimer codon合成CDR区，抗体序列中氨基酸分布和比例符合设计，无冗余氨基酸。

在抗体库构建服务以外，知禾还收集健康人的PBMC、脾脏、骨髓、淋巴结来源B细胞，累计供体2000余，构建了预制天然抗体库，库容千亿以上，可供直接淘选。知禾也有精心设计CDR区的半合成库可供选择。