抗体Fab片段的表达与应用研究进展

肖凌宇，李巧玲，倪孟祥，方宏清

1.中国药科大学 生命科学与技术学院，江苏 南京 210009；

2.安徽大学 健康科学研究院，安徽 合肥 230000

抗体Fab片段的表达与应用研究进展

肖凌宇1，2，李巧玲2，倪孟祥1，方宏清2

1.中国药科大学 生命科学与技术学院，江苏 南京 210009；

2.安徽大学 健康科学研究院，安徽 合肥 230000

目前，抗体Fab片段在癌症、病毒感染和炎症等疾病的诊断治疗中越发重要，占抗体市场份额逐渐上升。相对于全长抗体，抗体Fab片段具有无须N糖基化、可用原核系统进行表达、分子小、免疫原性低等优势，使之成为研究的热点。大肠杆菌由于遗传背景清晰、使用广泛、生产成本低，因而常作为原核表达宿主。本文综述了大肠杆菌系统抗体Fab片段产量低的解决方法、Fab抗体的临床应用，并结合当前研究现状展望了Fab抗体生产的研究方向。

抗体Fab片段；大肠杆菌；优化表达；Fab抗体药物

20世纪70年代，DNA重组技术初步成熟。1982年，美国FDA通过了在大肠杆菌中重组表达的商业化人胰岛素，这是第一个在大肠杆菌中生产的商业化生物药物。随着抗性标记的发展，用原核细胞生产重组蛋白变得更为可行，FDA也通过了更多的生物单体。到2014年，生物药物市场达1610.5亿美元，已有200余种蛋白质药物，预计到2020年将达到2871.4亿美元，所升高的市值多由迅速发展的单克隆抗体和抗体片段所带来。

抗体片段主要包括Fab类抗体、单链抗体（scFV）、纳米抗体、双链抗体、三链抗体。Fab类抗体也称为抗原结合片段（fragment antigen binding，Fab），由于其功能多样、结构完整，是最早开始研发并且也是研发得最为彻底的抗体片段。

抗体Fab片段的主要优势之一是适合在大肠杆菌中表达，而IgG全长抗体由于分子大且其CH2区须糖基化修饰而主要用哺乳动物细胞来表达。大肠杆菌表达抗体Fab片段不仅成本低、周期短，而且有利于DNA重组技术高效率地引入突变，通过各种方法优化，能在短时间内提高抗体Fab片段的表达量、溶解度和稳定性，且与相应的scFv相比具有更高的抗体亲和力和稳定性。但抗体Fab片段在大肠杆菌中的表达量低是制约其大规模生产和应用的主要因素，通过对宿主细胞、表达载体、表达条件和纯化条件等进行改造与优化，有可能获得基因工程抗体的高效表达。

1 Fab抗体的结构及特点

抗体Fab片段是IgG分子的抗原结合片段，是由木瓜蛋白酶对IgG进行酶解得到，由轻链（VLCL）和重链Fd段（VH-CH1）组成，相对分子质量约为50 000，轻链和重链之间的相互作用以及二硫键使得Fab分子具有稳定的双链结构。

Fab具有良好的结构完整性和功能多样性，而且适合在大肠杆菌中表达，周期短，成本低，因此是定向改造首选的分子形式。而全长的IgG由于有Fc段，分子大，需要在哺乳动物细胞中表达进行糖基化修饰，表达周期长，成本高，且全长IgG由于分子太大而不能渗入某些组织[1]。与全长IgG相比，Fab片段有许多特性，如没有Fc段、合成时不需要进行糖基化修饰、免疫原性低、不会出现细胞介导的细胞毒性作用、结合力高、半衰期短、适合在大肠杆菌和酵母菌中表达、周期短[2]。Fab类抗体在治疗眼科疾病、自身免疫疾病和癌症上都有很好的临床效果，因此Fab类抗体的工程研究显得尤为重要。

2 Fab片段在大肠杆菌中的生产及优化措施

抗体Fab片段主要获取方式为化学法、酶法和基因工程法。化学法是用化学试剂作用于重链间二硫键近N端处，打开二硫键，获得2个相同的单价抗原结合片段。用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和无花果蛋白酶酶切IgG全长抗体，也是一种常用方法。基因工程法获取功能性抗体Fab片段主要通过大肠杆菌系统、毕赤酵母系统和昆虫系统进行表达，其中最常用的是大肠杆菌系统[3]。但是，抗体Fab片段在大肠杆菌系统中表达量低是制约其大规模生产的主要因素，因此我们着重从大肠杆菌生产优化措施进行论述，主要包括表达宿主、表达载体、培养条件的选择优化。

2.1 宿主菌的优化

由于Fab片段的结构稳定性是由重链Fd段和完整轻链间的二硫键决定的，而二硫键的形成需要氧化性环境，因此在还原性环境的胞质内很难获得功能性抗体片段，需用信号肽将轻链和重链Fd段分别引导到周质腔中进行正确折叠，因此周质腔环境就显得尤为重要。另外，改造菌株、共表达催化剂、在胞质内形成氧化环境，也是一种可选措施[4]。

表达宿主的差异对Fab总表达量的影响很显著，主要在于宿主菌中某些蛋白酶尤其是周质蛋白酶或外膜蛋白相关基因。宿主本身的蛋白酶对外源蛋白有降解作用，外膜蛋白相关基因缺失能够将Fab片段更多地释放到培养基中，更有利于纯化，在生产中有实际应用价值。

有研究表明，硫氧还蛋白酶（TrxB）及谷胱甘肽还原酶（Gor）缺乏的大肠杆菌菌株更易提供一个Fab分子正确折叠表达的氧化环境，有利于二硫键的产生，使蛋白分泌表达，提高蛋白活性。FA113菌株[5]是Novagen公司改造的相关工程菌株，在普通摇瓶中Fab的产量就能达到10～30 mg/ L。而Levy等[6]使用的DE3菌株是Lon周质蛋白酶和OmpT外膜蛋白酶缺陷的大肠杆菌菌株，表达抗体Fab片段的产量比FA113更高。更为具体的研究表明，Fab片段中轻链的降解与degp、prc基因有关，degp和prc编码的蛋白酶可降解未折叠的轻链蛋白。敲除轻链裂解基因degp、pcr，并引入prc的抑制基因spr突变，能够最大限度地抑制轻链的裂解，而且对宿主生长不会有影响，在高密度表达抗体Fab片段时表达量能够达到10 000 mg/L，因此是提高目的蛋白Fab产量的有效策略[2]。但很少有人在用作底盘生物的最小基因组的大肠杆菌中表达过Fab抗体。朱美勤等[7]以前的研究结果表明不同程度的基因组删减菌在耐酸性和番茄红素的表达能力上的确有一些差异，因此，他们致力于寻找最适程度的删减菌，并在此基础上敲除相关的周质蛋白酶，以更大程度地提高重组蛋白抗体Fab片段的表达量。

Chen等[8]发现敲除大肠杆菌杆中mrcA、mrcB、pal、lpp基因中的1个或2个，能够提高目的蛋白分泌到培养基中的水平。在相同培养条件下，mrcA和lpp同时敲除比不敲除的DE3大肠杆菌分泌表达高88.9%，只敲除lpp的比不敲除的表达高71.1%，表明lpp外膜蛋白基因对于目的蛋白的渗漏表达起着至关重要的作用。在编码区或启动子处引入lpp突变，能够很好地将周质中的Fab片段分泌到培养基中[9]。用omp、tol、excD、excC、lpp、env和lky的组合突变，全长抗体能够释放到培养基中[10]。过表达细菌素释放蛋白基因kil会引发细胞裂解，细菌释放蛋白BRP能在细胞外膜形成可渗透性区域，目的蛋白能分泌进入培养基[11]。但这些通过改造外膜而使目的蛋白分泌到培养基中的改造菌株的稳定性不好，无法进行高密度培养，因此要进行工业化大生产还须深入研究。

2.2 表达载体的选择

选择表达载体时要从启动子、复制子、选择性标签和融合蛋白表达序列等方面出发，须选择合适的表达元件组合进行Fab片段的表达。

2.2.1 复制子的选择 复制子的选择在于拷贝数。一般情况下可以认为高拷贝数的质粒意味着更高的蛋白表达量。但是，大量质粒给大肠杆菌更多的代谢压力，继而降低大肠杆菌的生长繁殖速率，目的蛋白的表达量也因此减少。因此拷贝数高并不代表着高的蛋白表达[12]。

常用的载体是pET系列，带有pMB1起始位点（由ColE1衍生，每个细胞15～60个拷贝[13]）；pUC系列载体中包含改造的pMB1起始位点，高拷贝数为500～700个[14]；pQE载体含有野生型ColE1起始位点，约15～20个拷贝。这些载体都属于同一类不兼容载体，相互竞争的复制机制，不能在同一个细胞中同时增殖[15]。2个质粒一同表达的双表达载体，一般p15A为起始位点（pACYC和pBAD系列质粒中含有）是能够兼容的[16]。虽不多见，3个载体共同表达能够通过pSC101载体实现，这个质粒的拷贝数相对较低（每个细胞小于5个拷贝）。低拷贝数的质粒有利于克隆基因的高剂量或该表达产物对细胞生长有害的情况[17]。或者，Duet载体的使用通过将2个基因克隆在同一个质粒上简化了共同表达过程。Duet质粒有2个多克隆位点，每个位点都含有T7启动子、lac控制子和一个核糖体结合位点。通过结合不同的兼容性Duet载体，能够实现8个重组蛋白在4个表达质粒中的同时表达。

2.2.2 启动子的选择 在蛋白表达时，需要一个较强的转录启动子来控制高水平的表达，同时要尽量避免基础表达。目前，大肠杆菌中使用较多的有lac启动子、tac启动子、trc启动子、T7启动子。lac启动子的转录受CAP正调控和lacI负调控，可由乳糖类似物异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导激活转录。trc启动子是trp和lac的拼合启动子，比trp和lac启动子具有更强的转录效率和启动子特性。现实中为了能严谨地表达调控产物，常选择lac/tac/trc复合表达系统的菌株。以上启动子均是由IPTG诱导激活的。

T7表达系统由于其强大的转录效率，成为大肠杆菌表达系统的主流。T7启动子是由T7 RNA聚合酶识别启动的，高活性的T7 RNA聚合酶可由另一个质粒表达，大多数情况是整合在宿主菌基因组上。IPTG诱导T7 RNA聚合酶的表达，因此可通过控制诱导条件继而控制目的蛋白的表达量，以避免目的蛋白表达过多过快，堵塞蛋白分泌通道，影响最终的分泌表达水平[18]。

还有温度敏感型启动系统，如突变的λcI抑制蛋白λcI857，该抑制蛋白在37℃以上非常不稳定。在工业生产中，通常在28～30℃进行高密度培养，随后将温度提高到40～42℃，抑制蛋白失效，λcI启动子激活，大量表达目的蛋白[19]。另一个温度诱导型蛋白为冷激蛋白cspA，在15℃时进行诱导表达，能达到较高的可溶蛋白表达水平[20]。

对于Fab的生产表达，需要选择的启动子的强度应尽量与宿主细胞的转运能力保持一致，否则表达过强会对宿主细胞产生不利影响，进而影响最终蛋白产量。

2.3 载体设计（目的基因序列）

目的基因序列是影响表达水平的关键因素，轻链和重链的位置顺序不同，表达水平差异很大。经典的载体设计方式是基于同一个启动子，加上轻重链各自的核糖体结合位点，在重链和轻链的N端都加上各自的信号肽序列以将重链、轻链分别引导入周质腔进行正确折叠。

信号肽的选择主要基于翻译起始区（TIR）的强度。TIR的核苷酸序列与信号肽序列重叠，因此优化信号肽能够改善TIR的强度，提高目的蛋白的产量。常用的信号肽为果胶裂解酶B（pelB）和主要外膜蛋白A（ompA）、碱性磷酸酶（phoA）、STII、DsbA、PhoA、MalE等。在大肠杆菌中表达血管内皮生长因子（VEGF165）、神经生长因子（NFG）、人转移生长因子β1（TGF-β1）分泌型蛋白时，表现出相对TIR强度较低时，目的蛋白表达量越高[21]。在TIR强度一致时，信号肽中H区疏水性的强度越高，越能将分泌相对受限的重链引导进入周质腔，进而提高表达水平。因为H区疏水性提高能够改变抗体的分泌途径，更倾向于共翻译转运途径，阻止HC在细胞质中的聚集[22]。

因此，选择合适的信号肽对高水平分泌表达非常重要。有学者研究轻重链及信号肽的顺序问题，发现在3种排列组合中，pelB+LC+ompA+HC的构建形式时周质表达量最高[23]。我们增加了排列组合方式，发现最优组合为pelB+HC+pelB+LC，并且在其他排列顺序基础上发现ompA信号肽突变能够带来更高的表达量（结果尚未发表），这表明不同的目的蛋白序列所对应的表达序列不同。

Humphreys等[24]构建了双启动子的噬菌体筛选表达载体，在轻重链之前都有一个tac启动子，并且第2个tac启动子是经过改造的，以平衡重轻链的表达。Leonard等[25]在2个相兼容的载体中分别表达轻链和重链，在抗性压力下在同一个细胞中进行表达和组装。

除了用信号肽把重轻链引导入周质，还有一些可在胞质中表达的方法。由于细胞质中为还原环境，无法合成二硫键，因此都是分泌到周质腔中进行正确折叠，可采取与目的蛋白载体共表达氧化型催化剂的措施，在胞质中形成氧化环境，胞内表达水平要远高于分泌表达，在13种小分子抗体中都有相对高的表达水平[4]。

在载体上适当地设计融合共表达标签更有利于Fab的表达、检测和纯化。在表达scFv小分子抗体时，加上MBP[26]和SUMO[27]标签能够提高目的蛋白的可溶性表达。Czerwinski等[28]在表达抗体Fab片段时，在pComb3H载体上同时表达生物素羧基载体蛋白（BCCP），能够结合生物素受体又能识别人血型糖蛋白A，因此可以用亲和素标记的荧光素或酶代替二抗，检测生物素化的Fab，同时纯化时也可用亲和素柱。

2.4 分子伴侣的选择

由于强启动子的作用，宿主菌本身的细胞资源都用于表达目的蛋白，目的蛋白表达水平往往较高，宿主菌自身的分子伴侣无法满足肽链的正确折叠，因此会形成包涵体。引入外源分子伴侣以辅助目的蛋白的正确折叠，是一种提高活性蛋白产量增加活性蛋白的思路。

Lobstein等[29]发现，将二硫键异构酶DsbC片段插入trxB gor敲除的突变宿主菌的染色体，能够辅助目的蛋白Fab片段在胞质中的高效折叠。除了二硫键异构酶因DsbC，二硫键氧化还原酶DsbA及具有分子伴侣活性的肽基脯氨酰顺反异构酶FkpA和SurA都有促进目的蛋白分子正确折叠的作用。Levy等[30]比较了不同分子伴侣对目的蛋白表达的影响，证明Skp比GroEL/ES、DnaK/J和DsbC的辅助活性更大，能达到最大产量0.8 mg Fab/（L·D600nm），然而DsbC在其他研究中被证明为辅助活性最大的分子伴侣，因此可以推测，每个目的蛋白有其最适合的共表达分子伴侣，需要通过实验验证。Martin等[31]构建了辅助质粒pTUM4，其中带有DsbC、DsbA、FkpA和SurA这4种能辅助目的蛋白正确折叠的分子伴侣，结果表明这4种分子伴侣的共同过表达不仅能提高重组蛋白的产量，还能提高细胞稳定性。

2.5 培养条件的优化

大肠杆菌生产出的Fab抗体其分泌位置与培养条件有密切关系。特定的培养条件能够使Fab分子更多分泌表达到上清中，可能是因为Fab分子在周质腔中的大量积累使菌体破裂，也可能是因为培养基或培养温度的原因使大肠杆菌外膜的通透性增加。

2.5.1 培养温度的选择 低温不仅能增加抗体Fab片段的表达量，还能提高蛋白的可溶性表达，由于低温时培养基中的氧溶量会增加，避免厌氧菌体生长而产生对目的蛋白表达有抑制作用的乙酸的产生。另外，质粒稳定性也会随着抗生素半衰期的延长而增加。较低温度会使目的蛋白降解的相关酶活性降低，提高可溶蛋白的稳定性。低温时，目的蛋白合成速率也减慢，向周质或培养基中的转运速度也相应变小，不易阻塞通道，不会给细菌带来太大的负担[32]。3H6 Fab在大肠杆菌周质中分泌，37℃时胞外分泌率为40%，30℃时则高至70%，且总产量也有明显提高[33]。

2.5.2 转速的选择 Ukkonen等[34]比较了不同宿主菌、培养基、培养转速及通氧量的情况下Fab片段的总产量，发现不同转速对Fab最终产量的影响较大。在同一种培养基中，150 r/min转速时的胞外渗透率为75%，远高于250 r/min时的2%～17%。而且他们也证明了低通氧量会促进Fab的胞外分泌。

2.5.3 培养基的选择 抗体Fab片段生产过程中，培养基的成分对于可溶性表达有着重要的影响。有丰富金属离子和盐离子的缓冲溶液更有利于Fab表达，特别是可溶性表达。金属离子能够帮助辅助折叠的酶类形成二硫键，增加可溶蛋白的表达量[35]。如今用的较多的培养基有自动诱导培养基、分批补料葡萄糖培养基、甘油培养基，实验证明培养相同的时间后，不管是细胞密度还是Fab产量，自动诱导培养基都有较大优势[36]。

3 Fab抗体纯化方法

除了构建较优载体提高Fab抗体的表达量，改进纯化工艺提高纯化效率也能提高Fab的产量。最常见的纯化方法是在Fab目的基因的轻链或重链上加上6个组氨酸标签，然后通过亲和层析将目的蛋白固定到含有Fab抗抗体的吸附柱上，最后用洗脱液洗脱下来。蛋白A、蛋白G[37]、蛋白L[38]正是几种这样的吸附柱，但对IgG的吸附是特异的，而Fab片段缺少Fc段，蛋白A、G与IgG的Fc段结合，只与Fab的亚单位结合，因此不具有普遍性。蛋白L可与κ轻链可变区结合。也可在载体上插入亲和素标签（BCCP），纯化时用亲和素柱，简单高效[23]。

Ashwini等[39]采用优化的一步纯化法对目的蛋白Fab片段进行纯化。首先用亲硫层析除去大肠杆菌污染物，目的蛋白纯化物会直接进入镍亲和柱中，最终纯度可达99%。Nesbeth等[40]发现，共表达周质核酸酶和目的Fab片段能够在细胞破碎后自动降解大肠杆菌基因组，从而减少基因组污染及原料的黏稠度，简化后期纯化流程。在共表达时，高密度发酵培养后，产量可达0.7 g/L，远高于Fab片段单独表达，而且产量达到最高点时比单独表达提前8～10 h，大大节约了时间成本。

4 Fab抗体片段的临床应用

在一些临床应用中，抗体片段比完整的抗体更加有优越性。其中一个优越性是片段抗体比完整抗体分子小，能够进入全长抗体进不去的组织中发挥治疗作用以及进行免疫组织化学染色。抗体片段比常规抗体更小，通常没有被糖基化，可以使它们的产物在原核表达系统中表达，从而节省时间和资金消耗。然而，缺少Fc结构域的片段在体内比常规抗体降解速度快，不会激发Fc介导的细胞毒性作用，而且由于减少了抗体与Fc受体的非特异性结合，对免疫组化和其他检测更有利。但同时也是因为缺少Fc域，比全长抗体降解速度快，半衰期只有2～3 h，有研究将Fab聚乙二醇化，能够延长其半衰期。

随着对Fab片段研究的深入，在预防、诊断和治疗领域有了广泛应用。有些Fab抗体药物已通过FDA审查进入市场，有些仍处于临床试验阶段。以下按照Fab治疗疾病的种类分类介绍。

4.1 自身免疫性疾病

4.1.1 治疗红斑狼疮 抗体片段CD7657是具有高亲和力的聚乙二醇Fab'，属抗人CD40L种类，能够治疗红斑狼疮，且避免了抗人CD40L IgG1抗体hu5c8会形成血栓的副作用。由于其缺少Fc段，不会激活血小板并保留有药理活性[41]。该抗体片段已进入临床阶段，选取28名健康人员和17名狼疮患者进行药动学及安全性研究，结果证明治疗效果良好，且轻度不良反应中均无血栓现象。

4.1.2 治疗风湿性关节炎 赛妥珠单抗酯[42]是治疗类风湿性关节炎的单抗，已获FDA批准，与TNF-α受体结合。虽然临床数据表明赛妥珠单抗在安全性和有效性上并不比其他抗TNF-α的抗体有更多优势，但将抗TNF-αFab抗体片段PEG化后，半衰期从几个小时延长到2周，而且与其他全长抗体不同，没有Fc段，可以用原核系统表达，具有重大意义。

4.2 诊断肿瘤

美妥昔单抗I是成都华神集团高新技术产品，是已获我国食品药品监督管理总局（CFDA）批准用于治疗肝癌的抗CD147F（ab）2。

抗体片段Fab LH-7是通过构建噬菌体抗体库筛选出的对乳腺癌诊断具有高活性且预后良好的Fab抗体，对于乳腺癌的诊断和治疗提供了新思路和前景[43]。

Tsumura等[44]通过研究大多数癌症中都会分泌的TF因子，筛选了1849种单克隆抗体及1849种Fab单抗片段，以选出可用于癌症诊断和治疗的合适的抗体。结果表明1849-Fab比1849-IgG具有更快与抗原结合的能力，并有更快的清除率，不易发生持续高肿瘤累积。

阿斯利康公司的ZD-2767C是将抗癌胚抗原F（ab'）2融合到羧肽酶G2上，将其作为癌症前体药物治疗中的抗体酶，现正进行Ⅰ期临床试验。

4.3 地高辛解毒剂

地高辛强心苷用量过多易致死，地高辛免疫Fab可用于治疗慢性或急性地高辛中毒。最新的研究中使用地高辛免疫Fab成功治愈了椰子蟹中毒患者[45]。

4.4 眼科疾病

雷尼珠单抗（ranibizumab/Lucentis）由罗氏公司研制，2006年由FDA批准上市，用于治疗黄斑病变。2012年8月，FDA批准了雷尼珠单抗注射剂的一个新适应证，即糖尿病性黄斑水肿导致的视力损害。

目前雷尼单抗适用于以下疾病：新生血管（湿）年龄相关黄斑退行性变性（AMD）、视网膜血管闭塞（RVO）后黄斑水肿、糖尿病黄斑水肿（DME）。它通过抑制人血管内皮生长因子A（VEGF-A）治疗视网膜静脉阻塞，表达于大肠杆菌周质腔，生产成本低。给药方式为玻璃体注射，其快速穿透力和流动性能够促进局部给药，最高限度地发挥药效，能够改善患者视力，提高患者生活质量。贝伐珠单抗是IgG全长抗体，同样能够结合VEGF-A抗原，但在临床试验的静脉注射中表现出严重的不良反应，局部给药的Fab片段有显著优势。

5 结语

Fab抗体片段相比于全长抗体的优势使其越发受到关注，应用范围越来越广，从治疗肿瘤到免疫性疾病到眼科疾病，而作为示踪诊断剂也有不错的效果。

通过基因工程方法在大肠杆菌中进行表达，通过分子水平优化，如增加分子伴侣获得正确折叠产物，改造基因缺失的宿主菌，或培养条件的优化，技术不断成熟，能够获得表达产量高、生产成本低的Fab抗体药物。不同程度的大肠杆菌基因组删减菌在我们的实验中表现出高于野生菌的表达水平，这也为后期基因工程改造生产Fab抗体提供了新思路。同时，其他替代性生产抗体的方法也已进入试验阶段，如用酵母、无细胞系统、转基因植物系统表达Fab片段，将会比大肠杆菌系统成本更低，表达量更高。

小分子抗体是抗体药物的未来发展趋势，Fab抗体、scFv抗体、双特异性抗体、三特异性抗体、mini抗体都表现出不同程度的抗原亲和性。如Vandenbroucke等[46]将含有抗TNF的纳米抗体基因整合到乳酸杆菌基因组，因此人们在饮用酸奶的同时就能治疗肠炎。未来小分子抗体药物的应用可能会优于全长抗体，在诊断治疗方面会发挥越来越重要的作用。

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Advances in the Expression and Application of Antibody Fragment Fab

XIAO Ling-Yu1,2,LI Qiao-Ling2,NI Meng-Xiang1*,FANG Hong-Qing2*

1.School of Science&Technology,China Pharmaceutical University,Nanjing 210009;
2.School of Health Science Research,Anhui University,Hefei 230000;China

*Co-corresponding authors,NI Meng-Xiang,E-mail:nimx_2000@aliyun.com;FANG Hong-Qing,E-mail:fanghongqing@vip.sina.com

Currently,antibody fragment Fab play major role in treating a wide variety of human diseases including cancer,viral infection inflammation as well as immune disease.The market of Fab fragment is gradually growing.Compared to full-length antibodies,low molecular weight and low immunogenicity and alternative system of prokaryotic distribute the antibody fragment to hot spot of study.Escherichia coliis chosen to be the host bacteira because of its clear genetic background,extensive use and low production cost.In this review,we highlighted recent significant progress in the engineering ofE.colifor enhanced production of functional Fab by overcome some of the limitations of the bacterial production system.We also summraized some clinical application of Fab antibodies and proposed some orientation for future research on Fab engineering combined with current research progress.

antibody fragment Fab;Escherichia coli;optimized expression;Fab antibody drug

R392.1;Q78

A

1009-0002（2017）03-0397-08

10.3969/j.issn.1009-0002.2017.03.031

2017-01-06

国家重点基础研究发展计划（2011CBA00800）

肖凌宇（1993-），女，硕士研究生，（E-mail）ylx1513@163.com

倪孟祥，（E-mail）nimx_2000@aliyun.com；方宏清，（E-mail）fanghongqing@vip.sina.com