一、scFv抗体的诞生

1975年，杂交瘤技术开启了单抗时代，但因其分子量大、穿透性差、成本高等瓶颈，科学家们开始进行单链抗体开发，找寻更适合用于疾病治疗的抗体。

1988年，两项独立的研究取得了突破性进展：Huston, Lerner及其团队首次通过基因工程将抗体重链可变区与轻链可变区以柔性肽链进行共价连接，构建出首个功能性抗地高辛scFv，分子量仅25 kDa。与此同时，Greg Winter团队开发了抗溶菌酶scFv，并推动其与噬菌体展示技术融合。这一设计突破性解决了天然Fv片段易解离失活，难以实用化的问题，以“基因缝合术”实现抗体最小功能单元的稳定表达，为单链抗体开发和后续抗体药物开发开辟新路径。

图1 scFv抗体模型

二、scFv抗体筛选

从免疫细胞中分离目的基因并进行高效地筛选是获得scFv抗体的关键步骤。将免疫动物细胞mRNA经反转录和PCR扩增，便可构建包含大量不同scFv基因的文库。面对庞大的文库，如何高效进行目标scFv抗体筛选至关重要，该环节的核心依赖于噬菌体展示技术。这一技术的原理是将外源scFv基因整合至噬菌体外壳蛋白基因，形成融合基因，重组噬菌体在宿主细菌内不断复制，其表达的scFv蛋白便会展示在噬菌体颗粒表面。经过多轮筛选，可以从数亿的克隆中富集出能与靶抗原高亲和力、特异性结合的噬菌体，从而实现对目标scFv抗体的高效筛选。

三、scFv抗体表达

在单链抗体开发中，选择合适的宿主是scFv抗体高效表达的核心环节。大肠杆菌生长迅速快且表达量高、操作简便且成本低廉，是scFv抗体表达的常用平台。然而，大肠杆菌细胞质的还原性环境不利于scFv分子内VH与VL结构域间二硫键的正确形成，可能导致蛋白折叠错误、活性降低，易形成无活性的包涵体。

为了克服这些局限性，获得具有天然构象和活性的scFv抗体，真核表达系统被开发并广泛应用。酵母表达系统能对表达的scFv进行简单的糖基化修饰，有助于形成更接近天然抗体的折叠状态，成本相对可控，在科研应用中作用广泛。在各类表达系统中，哺乳动物细胞拥有最接近人体的蛋白质翻译后修饰和折叠机制，成为生产高活性、构象正确scFv抗体的理想选择。通过转染技术将携带scFv基因的表达载体导入哺乳动物细胞后，细胞可利用自身精密的蛋白质合成与加工系统，生产出构象最接近天然状态的功能性scFv抗体。

图2 scFv的哺乳细胞表达

四、scFv抗体纯化

scFv抗体纯化是获取高活性、高纯度产物的关键步骤。组氨酸标签（His-tag）亲和纯化是主流方案之一，这种方法的核心目标是利用 His-tag与金属离子的高亲和力、特异性结合，将 scFv从复杂的细胞裂解液或培养上清液中快速分离，利用咪唑溶液进行梯度竞争性洗脱，即可高效回收目标scFv。此外，基于scFv的结构特点，Protein A/G 亲和层析也是常用的方法之一。Protein A和Protein G能够结合某些 scFv，是因为这些 scFv的VH的空间构象与IgG的Fc区中Protein A/G 的结合位点具有结构相似性。因此，尽管scFv不含Fc区，但其重链可变区具有天然存在的与Fc区类似的结合位点，使得部分scFv能被Protein A或Protein G有效捕获。

卡梅德生物（KMD Bioscience）拥有成熟的scFv抗体库构建与筛选、表达及纯化技术，开发了基于噬菌体展示的CDR移植和链改组技术，以及展示在哺乳动物细胞表面的人源化IgG文库的FACS筛选，大大降低了scFv抗体的免疫原性。此外，我们还可以为客户定制个性化抗体表征及功能性验证方案，以确保快速评估scFv抗体的功能及其有效性。

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