近日，2018年诺贝尔化学奖获奖名单颁布，其中一位获奖者乔治·史密斯发明了一种被称为"噬菌体展示"（phage display）的技术：这让能感染细菌的病毒可以用来进化新的蛋白质。

  噬菌体本质上很简单，它主要由蛋白质和核酸（DNA和RNA）组成，是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒总称。噬菌体繁殖时，它们将遗传物质注入宿主菌并劫持新陈代谢功能，然后宿主菌产生了噬菌体的遗传物质和胶囊蛋白，新的噬菌体便得以形成，即完成了噬菌体的繁衍。

  乔治·史密斯的“噬菌体展示”技术的基本原理就是将编码多肽的外源DNA片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合后，以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面。被展示的多肽或蛋白可保持相对的空间结构和生物活性并暴露于噬菌体表面。导入各种各样外源基因的一群噬菌体，就构成了一个呈现各种各样外源肽的展示库。当用一个蛋白质去筛查一个噬菌体展示库时，具体的操作过程其实是用这个蛋白质与该库中的全部噬菌体同时进行反应，以测试蛋白质与噬菌体的结合能力。所用的蛋白质会选择性地同（暴露于特定噬菌体表面的）某个外源肽相结合，从而分离出展示库里的某个特定的噬菌体。

  乔治·史密斯奠定了噬菌体展示技术基础。该方法简单明了，它的优势在于能在蛋白质与其遗传信息之间提供直接的物理联系，人们可以有效的对所需功能的克隆进行反复筛选，并随之对其进行扩增，最终实现蛋白质的定向进化。

噬菌体展示技术让抗体定向进化

  研究人员一直希望研究出能够阻断体内各种疾病过程并起到药物作用的抗体，抗体药物的发展也历经了多次进化：从最初的鼠源抗体，二代人鼠嵌合抗体；三代人源化抗体，再到四代的全人源抗体。人源抗体是基于噬菌体抗体库的技术手段而得到的抗体。

  噬菌体抗体库技术主要方法是将B淋巴细胞轻链和重链基因库扩增，再融合到噬菌体衣壳蛋白中，经噬菌体表面展示系统表达后形成的噬菌体抗体库。这类抗体库含有丰度较高的抗原特异性抗体，能够产生更多更好的抗体，而且这些抗体经过了免疫系统的亲和力成熟过程，因此可从这种免疫抗体库中筛选出对靶标亲和性高的抗体。

  噬菌体抗体库的优点是直接将蛋白质与其基因联系在一起，再利用配体的特异性亲和力，最终将不同的蛋白或多肽挑选出来。这相对于传统的筛选技术，在时间周期、抗体类型、筛选范围、经济成本等方面有着突出的优势。通过噬菌体展示技术获得的抗体，不仅去除了鼠源抗体的免疫源性，而且免去了人源化操作，其筛选过程简单、高效，能在较短时间内获取亲和力较强的全人源抗体。