在抗體藥物和疫苗研發的賽道上，時間就是生命。然而，從一只免疫過的動物體內，高效、精準地找到那個能緊密結合目標抗原的抗體，卻是一個經典難題。傳統的抗體發現流程往往像大海撈針，需要經歷漫長的文庫構建和多輪篩選。

今天小編和大家分享一篇發表于《Preparative biochemistry & biotechnology》的研究“Direct rescue and rapid confirmation of antigen-binding of dominant VH and VL of chickens"。該研究為解決這個難題提供了一個巧妙的新思路，研究人員通過構建一個高效的工作流程——“頻率到功能"（frequency-to-function），直接將高通量測序得到的“大數據"即免疫后出現頻率最高的抗體基因序列，快速轉化為有功能的抗體分子，并進行驗證。

為了解決傳統方法的痛點，該研究團隊設計了一套全新的“頻率到功能"的工作流程，實現了從序列信息到功能驗證的快速直達，大幅降低時間成本。

• 核心策略：結合深度測序技術和無細胞表達系統（CFES），直接將測序數據中高頻重鏈（VH）和輕鏈（VL）序列“拎出來"，組合成單鏈抗體片段，然后利用CFES進行生產，并用ELISA試驗檢測其結合活性。通過這套“測序-合成-檢測"組合拳，實現了從序列信息到功能驗證的快速直達。

• 流程對比：

• 研究意義

該研究為抗體發現提供了一套通用、低成本、易落地的抗體篩選新范式。無需構建文庫，直接對候選序列進行功能測試，大大縮短了研發周期。此外，該研究架起了“序列頻率"與“功能驗證"之間的橋梁，不僅驗證了從雞體內發現的優勢抗體，還為理解沙門氏菌的免疫識別機制提供了新見解。更重要的是，該工作流程可廣泛應用于各種物種的抗體開發，特別是在傳統抗體發現技術受限的非模式生物中。

1. 免疫與測序

研究人員用兩種雞傷寒沙門氏菌（S. Gallinarum）光滑型（SG002）和粗糙型（SR2-N6）分別對雞做免疫處理。隨后收集血清樣本進行ELISA分析，分離出脾淋巴細胞，對其抗體VH和VL區域進行深度測序。數據分析鎖定了每個免疫組中出現頻率最高的“優勢"序列。

2.CFES抗體生產

研究人員將上述找到的優勢VH和VL序列進行密碼子優化，構建成單鏈抗體片段（scFv）。利用E. coli提取的CFES系統表達這些scFv，并通過SDS-PAGE和Western blotting評估其表達量和分子量。

3.功能驗證

研究人員對比了His標簽和V5標簽，發現V5標簽能大程度降低非特異性背景信號。隨后，使用商業化的Salmonella group D O-抗原ELISA試劑盒，驗證表達出的scFv的抗原結合能力。同時，通過構建已知抗原結合特性的參考scFv（12CA5-scFvHA），優化并驗證了CFES-ELISA系統的特異性。

• 多物種應用拓展：不同物種的抗體庫具有獨特的序列特征和抗原結合能力，通過CFES系統，我們可以快速探索這些多樣性，發現更多具有潛在應用價值的抗體分子。

• 結構生物學與計算生物學結合：通過結合CFES系統、冷凍電鏡、X射線晶體學以及分子動力學模擬等技術，可以揭示抗體與抗原相互作用的分子機制，為理性設計新型抗體提供理論依據。

• 個性化醫療與精準診斷：在個性化醫療和精準診斷領域，抗體發揮著至關重要的作用。通過CFES系統可以快速定制針對特定抗原的抗體分子，為個體化治療和精準診斷提供有力支持。

隨著CFES、單細胞測序、AI 結構預測與自動化平臺的深度融合，我們可以更深入地理解抗體的結構-功能關系，設計出更具特異性和親和力的新型抗體分子，為抗體發現領域開辟了一條新的道路。

[1] Yang H. Phage Display Technology: Design, Library Construction, and Panning Strategies for Antibody Development. Biomol Ther (Seoul). 2026;34(2):325-344. doi:10.4062/biomolther.2025.158.