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扒一扒噬菌体展示技术的前世今生
噬菌体展示技术起源于20世纪80年代，其核心原理是将蛋白质序列与编码核酸关联，通过噬菌体扩增能力构建文库并筛选目标分子。该技术经历了从基础发现到多体系拓展的发展历程，现已成为蛋白质工程和抗体开发的重要工具。
一、技术起源背景在噬菌体展示技术出现前，生命科学领域对核酸序列的解码能力远超蛋白质序列。蛋白质研究受限于表达系统复杂、通量低等问题，而噬菌体展示技术通过将蛋白质信息转化为核酸信息，结合高通量测序技术，为蛋白质研究提供了高效解决方案。其核心突破在于将外源蛋白与噬菌体衣壳蛋白融合展示于病毒表面，同时保留编码核酸的关联性。
二、关键发现与奠基1985年，G. P. Smith教授首次实现技术突破：
将EcoR I基因片段插入丝状噬菌体f1的BamH I位点，通过与f1噬菌体的结构蛋白（如PⅢ或PⅧ）融合，成功将EcoR I蛋白展示于噬菌体表面。该研究验证了“基因型-表型”偶联的可行性，即外源蛋白的展示与其编码核酸在噬菌体内保持物理关联，可通过扩增噬菌体同步富集目标核酸序列。三、技术体系分类与特点根据噬菌体类型、载体和文库设计，噬菌体展示技术形成四大主流体系：
1. M13噬菌体展示系统结构基础：单链丝状噬菌体，衣壳由主要蛋白PⅧ（数千拷贝）和次要蛋白PⅢ（5拷贝）组成。展示特点：PⅢ适合展示短肽（<20个氨基酸），外源序列过长会影响病毒包装。
筛选低亲和力配体时优势显著，因短肽展示密度高。
应用场景：随机肽库构建、表位定位等。2. T7噬菌体展示系统结构基础：线性双链DNA噬菌体，衣壳蛋白10B（397个氨基酸）位于表面。展示特点：直接裂解宿主菌，无需分泌过程，操作简便。
可展示不同分子量（从短肽到完整蛋白）和不同亲和力的分子。
应用场景：蛋白质相互作用研究、药物靶点筛选。
3. T4噬菌体展示系统结构基础：双链线性DNA噬菌体，衣壳含非必需蛋白SOC（9 kDa）和HOC（40 kDa）。展示特点：无需复杂蛋白纯化，可展示大分子量蛋白（>100 kDa）。
展示容量大，受序列长度限制小。
应用场景：疫苗开发、多价抗原展示。4.λ噬菌体展示系统结构基础：温和噬菌体，头部由D蛋白和V蛋白构成，基因组为48.5 kb线性双链DNA。展示特点：在宿主细胞内完成装配，无需分泌外源蛋白。
可展示有活性大分子蛋白（如100 kDa以上）及毒性蛋白。
应用场景：功能蛋白筛选、毒性蛋白研究。
四、技术发展里程碑1985-1990年代：基础体系建立，M13系统成为主流，随机肽库和抗体文库技术逐渐成熟。2000年代：多体系拓展（T7、T4、λ系统），展示容量提升至10?以上，支持高通量筛选。2010年代至今：与单细胞测序、CRISPR等技术结合，应用于抗体药物开发（如阿达木单抗）、疫苗设计（如COVID-19疫苗）和肿瘤免疫治疗。五、技术优势与应用价值高通量筛选：单次实验可处理10?-1012个变异体，远超传统方法。成本效益：噬菌体扩增成本低，适合大规模文库构建。多样性覆盖：通过随机突变或定向进化，可获得高亲和力、高特异性分子。跨领域应用：蛋白质工程：优化酶活性、稳定性。
抗体开发：筛选全人源抗体、纳米抗体。
疾病诊断：开发高灵敏度检测试剂。
六、未来趋势随着合成生物学和人工智能的发展，噬菌体展示技术将向智能化设计和超高通量筛选方向演进，进一步缩短药物开发周期，推动精准医疗和个性化治疗的发展。
传闻中的“特效药”Remdesivir(瑞德西韦)的前世今生
Remdesivir，亦称伦地西韦，是一种新型核苷酸类似物前药，专门针对埃博拉病毒和马尔堡病毒的感染治疗。此药由吉利德科学公司开发，其核心作用机制在于作为病毒蛋白抑制剂作用于RdRp蛋白，后者是依赖于RNA的RNA合成酶，对埃博拉病毒在人体细胞内的复制至关重要。Remdesivir在体内被转化为三磷酸形式，作为病毒RdRp的底物插入到病毒新合成的RNA链中，以此中断病毒基因组的合成，从而达到抑制病毒的效果。
在面对新冠肺炎疫情时，Remdesivir在2020年2月1日由《新英格兰医学杂志》发表的论文中展现出了逆转新冠病毒肺部损伤的潜力。在这一案例中，Remdesivir被证明对新冠病毒（2019-nCoV）的治疗效果有积极的启示意义，但其安全性和有效性仍需进一步的临床验证，特别是在中国正在进行的三期临床研究中。这将有助于验证其在治疗新冠肺炎成人患者的临床有效性和安全性，预计于2020年4月27日结束。
吉利德公司不仅在中国展开了三期临床研究，还与医学科学院药物研究所联合申报了临床申请，并已获得国家药品监督管理局的受理。同时，Remdesivir在体外试验中表现出对多种病毒如埃博拉病毒、冠状病毒、丙肝病毒、HIV病毒等的抑制作用。其在较低浓度下即可实现良好的体外抑制效果，显示出了其作为广谱抑制剂的潜力。
Remdesivir的专利布局覆盖了其化学结构、治疗用途、制备方法、化合物晶形以及组合物等多个方面，旨在保护其在治疗冠状病毒、埃博拉病毒、猫冠状病毒等感染方面的知识产权。专利布局覆盖了全球多个国家和地区，显示了吉利德公司对Remdesivir的长远发展和市场潜力的重视。
在当前全球疫情的背景下，Remdesivir作为潜在的“特效药”引发了广泛关注。尽管其在临床应用中仍需进一步验证，但其在体外试验中的出色表现以及在中国正在进行的临床研究，为抗击新冠肺炎提供了新的希望。随着更多研究结果的公布，Remdesivir的未来应用将更加明朗，有望在疫情防控中发挥关键作用。
PEA原理的前世今生 | Olink蛋白质组学
PEA原理的前世今生| Olink蛋白质组学
一、PEA技术的前身
PEA技术简介
邻位延伸分析技术（Proximity Extension Assay, PEA）是Olink独有的高通量、高特异性、高灵敏度、高动态范围的靶向蛋白质组定量技术。该技术通过设计一对特异性抗体，抗体上偶联有特定的DNA单链，当抗体结合目标蛋白后，邻位的两条DNA单链可互补结合并经酶延伸形成双链DNA模板，从而将蛋白质定量转换为DNA定量，最后利用微流控qPCR或NGS测序进行定量检测。
PEA技术的发展
PEA技术是由Proximity Ligation Assay(PLA)优化而来的。2002年，Ulf Landegren团队提出PLA技术，其原理是利用DNA aptamers结合目标蛋白，aptamers上的互补探针进行近距离杂交，将杂交的探针进行扩增后通过PCR实现定量。
PLA技术通过协调和近端结合靶蛋白的两个寡核苷酸，利用目标蛋白与两个DNA对应的配体的近端结合，配体上有特异结合的探针，结合探针产生的amplifiable DNA序列可以反映蛋白的定性和定量。
PLA技术原理图示：
二、PEA技术的优化之路
技术优化
2004年，Ulf Landegren教授团队用一对特异性抗体替代最早的DNA-Aptamer核酸适配体，实现了从两个寡核苷酸向抗体的技术优化。这种临位的延伸技术可以看作是IPCR的一种衍生技术。
PLA技术的优化在于DNA序列本身可以特异性地识别靶蛋白的抗体或适配抗体，当有两个或两个以上的分子同时识别一个靶蛋白时，链接在上面的DNA序列会相互靠近，加入与DNA分子互补的序列和链接酶就可以按照PCA反应的模板进行扩增。
优化效果
与传统的ELISA相比，优化后的PLA技术将PDGF-BB的检测灵敏度提高了1000倍，不仅特异性好，背景低，而且结合高效的PCR扩增，可以达到很高的灵敏度。
优化后的PLA技术实现了在1微升样品中检测出fmol级目标蛋白，且可进行高通量和超多重检测。
PLA优化示意图：
技术升级2011年，Olink Bioscience（Olink Proteomics前身）的研究学者提出，PLA技术利用DNA连接酶促进互补探针的结合，难以避免复杂样品中的成分对DNA连接酶效率的影响。因此，他们提出使用在复杂样品中酶活性更高且更稳定的DNA聚合酶，即现在的PEA技术。
PEA技术示意图：
PEA技术主要步骤：
样品孵育后，邻近探针结合其特异性抗原。探针寡聚体相互靠近并杂交，DNA聚合酶的加入使杂交寡聚体扩展。DNA模板进行qPCR定量和检测。2011年 PLA邻位连接分析技术升级优化为PEA邻位延伸技术：
三、基于PEA技术发展的Olink Proteomics
技术突破2014年，Olink Bioscience的研发团队联合Copenhagen大学健康和医学研究院，开发出基于qPCR平台的PEA技术，即96-plex PEA法，可一次性实现96种蛋白的定量。
96-plex PEA法设计及原理：
商业化进程
2016年，基于PEA的开创性研究成果，Olink Proteomics公司正式成立，PEA技术开始商业化，致力于为血浆等体液蛋白质组、蛋白标志物的发现、转化医学提供技术服务。
2017和2020年，Olink分别发布了PEA OlinkTM Focus订制化平台和OlinkTM Target 48重检测平台，以适应Mid-plex生物标志物检测市场需求。
同年，Olink推出Explore 384/1536平台，可同时检测384或1536种蛋白生物标志物。
最新进展
2021年下半年，Olink推出专为Target 96/48/Focus全新设计的Signature Q100检测仪器，在NGS测序技术基础上进行升级。
2021年5月，钟雯博士（第一作者）在《Nature Communication》杂志上，运用Explore 1536平台研究二型糖尿病患者在二甲双胍治疗前后的血浆蛋白组改变，发现4个蛋白标志物在治疗前后显著差异表达。
2021年下半年，Olink在全球范围内发布Explore 3072平台，可从8微升样品中检测超过3000种蛋白标志物，并覆盖100%主要生物学通路，实现了血浆蛋白组检测在生物学意义上的无偏，具有划时代的意义。
综上所述，PEA技术从PLA技术优化而来，经过不断的升级和完善，已经成为一种高通量、高特异性、高灵敏度、高动态范围的靶向蛋白质组定量技术。Olink Proteomics公司基于PEA技术的发展，为科研工作者提供了优质的科研服务，推动了蛋白质组学研究的进步。
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