Fab抗體是指由抗體的可變區(qū)（VH和VL）組成的抗體片段,，是單克隆抗體的一個重要部分,。Fab片段不僅保留了抗體與抗原結(jié)合的能力,，還因其小巧的分子結(jié)構(gòu)和較低的免疫原性,，成為了許多生物醫(yī)藥領(lǐng)域的重要工具,。隨著技術(shù)的不斷進步，F(xiàn)ab抗體的表達和制備技術(shù)得到了廣泛應用,。

1. Fab抗體的基本概念

Fab（Fragment antigen-binding）抗體片段是抗體的一個重要部分,，通常由抗體的輕鏈和重鏈可變區(qū)域（VL和VH）組成,。與完整的IgG抗體相比,，F(xiàn)ab抗體片段缺少Fc區(qū)域,，因此不具備免疫效應功能,，如抗體依賴的細胞介導的細胞毒性（ADCC）和經(jīng)典的補體激活功能,。然而，F(xiàn)ab抗體片段依然能夠保持特異性地與抗原結(jié)合,，因此在靶向治療,、疫苗開發(fā)和免疫檢測等領(lǐng)域具有重要的應用價值。

由于Fab抗體片段具有較小的分子量（大約50kDa）,，相比全長抗體,，它們可以更容易地穿越細胞膜并滲透到組織中，成為了研究和治療中的一種有效工具,。

2. Fab抗體表達技術(shù)

Fab抗體的表達技術(shù)主要依賴于基因重組技術(shù),，通過在適當?shù)谋磉_系統(tǒng)中表達編碼Fab片段的基因，獲得高效的抗體片段生產(chǎn),。

目前，常用的Fab抗體表達系統(tǒng)包括大腸桿菌表達系統(tǒng)、酵母表達系統(tǒng)和哺乳動物細胞表達系統(tǒng),。其中,，大腸桿菌系統(tǒng)以其成本低廉,、表達速度快的優(yōu)勢,，廣泛應用于小規(guī)模Fab抗體的生產(chǎn),，但缺乏復雜的糖基化修飾,。而酵母和哺乳動物細胞系統(tǒng)則更適合生產(chǎn)需要特定糖基化修飾的Fab抗體,。

2.1 大腸桿菌表達系統(tǒng)

大腸桿菌系統(tǒng)由于其生長速度快,、培養(yǎng)成本低，廣泛用于Fab抗體的初步表達,。通過將Fab抗體基因插入到大腸桿菌的表達載體中，并通過誘導條件促進表達,，可以獲得一定量的Fab抗體片段,。然而,，由于缺乏糖基化修飾,，這種系統(tǒng)表達的Fab抗體片段主要用于體外實驗或作為診斷試劑,。

2.2 酵母表達系統(tǒng)

酵母系統(tǒng)具有較大規(guī)模生產(chǎn)的潛力,，并能進行基本的糖基化修飾,，適用于中等規(guī)模的Fab抗體生產(chǎn),。通過優(yōu)化酵母的培養(yǎng)條件和誘導劑的使用，可以提高Fab抗體的表達量,。酵母系統(tǒng)在高效表達和生產(chǎn)Fab抗體方面具有一定優(yōu)勢，但其糖基化模式與哺乳動物細胞系統(tǒng)相比,，可能會有所不同,。

2.3 哺乳動物細胞表達系統(tǒng)

對于需要高度復雜糖基化修飾的Fab抗體片段，哺乳動物細胞表達系統(tǒng)尤為重要,。CHO細胞是目前常用的哺乳動物細胞表達系統(tǒng)之一，能夠完成包括糖基化,、二硫鍵形成等復雜后期修飾,，適合用于生產(chǎn)高質(zhì)量的Fab抗體。哺乳動物細胞表達系統(tǒng)的缺點是成本較高,、表達周期長，因此多用于臨床研究和商業(yè)化生產(chǎn),。

3. Fab抗體片段制備過程

Fab抗體片段的制備通常包括幾個步驟：基因克隆,、表達、純化和最終驗證,。以下是Fab抗體片段制備的詳細流程：

3.1 基因克隆

首先,，需要從全長抗體基因中提取可變區(qū)（VH和VL）的序列,，并設(shè)計合適的引物進行PCR擴增,。然后將擴增得到的基因片段克隆到適合的表達載體中,，通常選擇大腸桿菌或哺乳動物細胞表達系統(tǒng)中使用的載體,。

3.2 表達系統(tǒng)的選擇

選擇合適的表達系統(tǒng)來生產(chǎn)Fab抗體片段,。根據(jù)實驗需求,，可以選擇大腸桿菌,、酵母或哺乳動物細胞系統(tǒng)進行表達。大腸桿菌系統(tǒng)適用于快速生產(chǎn)和小規(guī)模生產(chǎn),，而CHO細胞等哺乳動物細胞系統(tǒng)則用于需要復雜后期修飾的Fab抗體片段。

3.3 Fab抗體純化

表達出的Fab抗體片段需要經(jīng)過純化,，以去除雜質(zhì)和其他不需要的蛋白質(zhì),。常用的純化方法包括親和層析、離子交換層析和凝膠過濾等,。在親和層析過程中,，F(xiàn)ab片段通常通過與抗體抗原結(jié)合的能力來進行純化,。

3.4 驗證和應用

純化后的Fab抗體片段需要通過各種方法進行驗證，如Western blotting,、ELISA,、免疫沉淀等。確認Fab抗體片段的結(jié)構(gòu)完整性和生物活性后,，可用于進一步的應用研究,。

4. Fab抗體生產(chǎn)的應用

Fab抗體片段廣泛應用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，尤其是在靶向治療,、抗體藥物開發(fā),、免疫診斷和疾病監(jiān)測等方面。

- 靶向治療：Fab抗體片段可用于靶向癌細胞或病原體的特定抗原,，具有較小的分子量,，能夠更好地滲透組織并進行高效的靶向治療。

- 免疫診斷：Fab抗體片段由于其小巧的結(jié)構(gòu)和較低的免疫原性,，適用于開發(fā)高效,、特異的免疫診斷試劑。

- 抗體藥物開發(fā)：通過Fab抗體片段的融合,，開發(fā)抗體藥物可以提高治療效果,，減少副作用。

Fab抗體片段作為一種具有高度特異性和靶向能力的抗體形式,，已經(jīng)在生物醫(yī)學研究和臨床應用中得到了廣泛應用,。隨著表達系統(tǒng)和制備技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)ab抗體片段的生產(chǎn)效率和質(zhì)量不斷提升,，未來將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。

參考文獻：

1. R. A. Kieber-Emmons, et al., "Fab fragments in therapeutic applications," Journal of Immunology, 2014.

2. M. L. Rees, et al., "Expression and production of Fab antibodies for diagnostic applications," Biotechnology Advances, 2015.

3. H. L. Zhang, et al., "The role of Fab fragments in immunotherapy," Clinical Immunology, 2016.