随着基因工程技术的发展，单克隆抗体药物制备技术日益完善，其临床应用也越来越广泛。截至目前，美国FDA累计批准的抗体药物已超过100款。已上市的抗体药物大多数是单克隆抗体及其衍生物，小部分为抗体片段。日益增长的市场需求使得抗体药物的生产成本、产量以及重组抗体片段的质量面临着巨大的挑战。
目前基于新兴技术的单克隆抗体衍生物，如抗原结合片段（Fab）、抗体偶联药物、双特异性抗体、纳米抗体发展迅猛，有望在未来的抗体药物市场中发挥重要的作用。其中Fab抗体片段（免疫球蛋白（IgG）上的抗原结合片段）具有以下优势 (1) Fab片段比全长单克隆抗体具有更好的组织穿透能力和更快的清除能力，可较好地将放射性同位素、化疗药物或毒素传递到靶点； (2) Fab片段缺乏Fc结构域，使其具有单价结合抗原的能力，而不介导抗体效应功能，从而降低了免疫原性； (3) Fab比scFv更稳定，可在大肠杆菌中表达，其生产简便、成本低。
Fab可在细菌、酵母、昆虫、哺乳动物细胞等表达系统中广泛表达。与其他系统相比，大肠杆菌表达系统因其具有系统工具成熟，产量高，易于操作和成本低廉等优点而成为表达外源蛋白最常用的表达系统之一。然而，由于Fab表达时通常会出现折叠错误，或发生毒性作用、细胞内降解、聚集和低效易位等，使得Fab抗体片段在大肠杆菌中的可溶性表达产量不高，也给纯化带来了难题。上海交通大学朱建伟教授研究团队在 Pharmaceutical Fronts 发表一篇题为"Strategies and Applications of Antigen-Binding Fragment (Fab) Production in Escherichia coli" 的文章，该综述旨在阐明提高Fab在大肠杆菌表达系统中的表达、纯化和产量的研究策略（信号肽、表达载体设计、密码子优化、共表达分子伴侣、宿主细菌改良、细菌培养条件的筛选和优化等策略）。本文也讨论了Fab片段在临床上的应用进展。
Review Article
Strategies and Applications of Antigen-Binding Fragment (Fab) Production in Escherichia coli
Hui Chen, Jun-Sheng Chen, Pameila Paerhati, Tanja Jakos, Si-Yi Bai, Jian-Wei Zhu, Yun-Sheng Yuan
Abstract
With the advancement of genetic engineering, monoclonal antibodies (mAbs) have made far-reaching progress in the treatment of various human diseases. However, due to the high cost of production, the increasing demands for antibody-based therapies have not been fully met. Currently, mAb-derived alternatives, such as antigen-binding fragments (Fab), single-chain variable fragments, bispecifics, nanobodies, and conjugated mAbs have emerged as promising new therapeutic modalities. They can be readily prepared in bacterial systems with well-established fermentation technology and ease of manipulation, leading to the reduction of overall cost. This review aims to shed light on the strategies to improve the expression, purification, and yield of Fab fragments in Escherichia coli expression systems, as well as current advances in the applications of Fab fragments.
CC BY 4.0 · Pharmaceutical Fronts 2021; 03(02): e39-e49
DOI: 10.1055/s-0041-1735145
通讯作者简介
袁运生 | 副教授、博士
抗体药物、细胞工程
2009年在上海交通大学获得生物医学工程专业博士学位，2011-2014年先后在宾夕法尼亚州立大学医学院和华盛顿州立大学药学院完成博士后训练。现任上海交通大学药学院，教育部细胞与抗体药物工程中心副教授。从事新型抗体与蛋白质药物的研发及其药理药效、肿瘤细胞学与细胞工程学研究。
Pharmaceutical Fronts
期刊宗旨 反映全球医药工业及其相关领域的工业化、工程化、产业化研究的重大成果为目标，报道医药工业领域前沿研究内容，兼及新技术、新设备和新方法的介绍与推广。涵盖医药工业研发流程上下游相关内容，重点突出实用及新型技术。
栏目设置 原创研究论文，高质量的综述，评论和简讯
研究领域 化学药物与合成技术/不对称催化与绿色化学/药物化学/微生物药物和生物制药/药物科学与制剂技术/分析科学/工程创新/工艺安全与法规科学
主办单位 中国医药工业研究总院
协办单位 中国医药工业信息中心
主编 陈芬儿（中国工程院院士、复旦大学教授）
Pharmaceutical Fronts已经被DOAJ收录！
欢迎有关制药领域所有相关主题的原创研究论文、高质量的综述、评论和简讯，包括：
化学药物与合成技术(Drug & Synthesis Technology)
不对称催化与绿色化学(Asymmetric Catalysis and Green Chemistry)
药物化学(Medicinal Chemistry)
微生物药物和生物制药(Biopharmaceuticals)
药物科学与制剂技术(Pharmaceutical Sciences and Formulation Technology)
分析科学(Analytical Sciences)
工程创新(Engineering Innovations)
工艺安全与法规科学(Process Safety and Regulatory Sciences)
投稿及支持请联系：
E Zhangll_ea_pharm@126.com
T +86-021-6289 7080
