噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)（Phage display technology，PDT）是利用在改構(gòu)的噬菌體外殼蛋白質(zhì)基因PⅢ或PVⅢ區(qū)引入外源基因，以融合形式表達外源肽或蛋白，使其隨著噬菌體的組裝而呈現(xiàn)在噬菌體表面，保持特定的空間構(gòu)象，并通過免疫親和吸附法篩選特異性肽或蛋白的一項新技術(shù)。因該技術(shù)將基因型和表型、分子結(jié)合活性與噬菌體的可擴增性結(jié)合在一起，是一種高效的篩選系統(tǒng)，自Smith（1985）首先報道將外源蛋白表達在噬菌體衣殼蛋白表面并證實這種融合蛋白仍具有抗原特異性及生物活性后，該技術(shù)的應(yīng)用范圍日益拓寬。目前，已廣泛用于蛋白質(zhì)工程改造、單克隆抗體制備、藥物篩選及疫苗研制等生物技術(shù)的許多領(lǐng)域。

（一）基本原理

噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)以改建的噬菌體為載體，把目的基因片段定向插入噬菌體外殼蛋白質(zhì)基因區(qū)，使表達產(chǎn)物提呈至載體表面，利用生物分子間的高度特異性，采用免疫親和吸附法篩選和富集特異性肽或蛋白。該技術(shù)實現(xiàn)了基因型和表型的體外轉(zhuǎn)換，使二者直接聯(lián)系，從而有效地實現(xiàn)了蛋白質(zhì)構(gòu)象的體外控制，可在體外獲得具有良好生物活性的表達產(chǎn)物。利用噬菌體表面呈現(xiàn)系統(tǒng)可以構(gòu)建噬菌體呈現(xiàn)文庫，如抗體文庫、肽文庫等。

（二）基本技術(shù)

噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)有絲狀噬菌體系統(tǒng)、λ噬菌體系統(tǒng)和T4噬菌體系統(tǒng)3種表達系統(tǒng)，其中以絲狀噬菌體系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。絲狀噬菌體（filamentousphage）為ssDNA病毒，呈細桿狀，其主要衣殼蛋白和次要衣殼蛋白分別是gpⅧ和gpⅢ，二者均有特定的信號肽序列，可引導(dǎo)融合蛋白分泌至大腸桿菌周質(zhì)腔，經(jīng)信號肽酶的切割，折疊及組合后，表達具有生物活性的融合蛋白?，F(xiàn)以絲狀噬菌體為例，介紹其抗體庫及肽庫的構(gòu)建。

1．噬菌體抗體庫（Phage Antibody Library）

從外周淋巴細胞中提取mRNA，采用與抗體基因兩側(cè)保守區(qū)互補的引物，通過RT－PCR分別擴增抗體可變區(qū)的重鏈和輕鏈基因，將這些基因分別克隆到噬菌體載體中（目前常用的噬菌體載體為pComb3及pCANTABLF）表達Fab或ScFv特異性抗體分子片段，并呈現(xiàn)于噬菌體表面，利于篩選。若將固相化的特異性抗原與噬菌體抗體進行吸附，洗去未結(jié)合的噬菌體抗體，將結(jié)合在抗原上的噬菌體抗體洗脫下來，再感染宿主菌進行擴增，可得到次級庫，重復(fù)這一“吸附－洗脫－擴增”過程，能獲得高容量的噬菌體抗體庫。

2．噬菌體肽文庫（Phage Peptide Library）先經(jīng)PCR擴增某特定基因片段后再用DNase I酶解，使其形成長短不一的小基因片段，或體外合成編碼短肽的隨機DNA片段，再經(jīng)PCR擴增使其成為攜帶適當(dāng)酶切位點的基因片段，然后將各種基因片段克隆至噬菌體外殼蛋白基因區(qū)。關(guān)于噬菌體肽文庫的篩選，可利用呈現(xiàn)的多肽與特定配基親和結(jié)合，高效篩選目的基因。一般是先使親和配基固相化（可將配基涂布在聚苯乙烯板、瓊脂糖珠等固相支持物），使文庫的噬菌體與之反應(yīng)，有親和力的噬菌體被固相化配基所吸附，經(jīng)過洗滌、洗脫的噬菌體可再次感染大腸桿菌而擴增。這種“親和結(jié)合－洗滌－洗脫－擴增”的富集過程具有簡便、快速、高效的特點。

（三）在醫(yī)學(xué)昆蟲學(xué)中的應(yīng)用

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，世界各國加強了國際間的技術(shù)交流和合作，也進一步促進了噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)的研究和應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)昆蟲學(xué)研究領(lǐng)域，隨著基因工程等分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外對蚊媒病等醫(yī)學(xué)昆蟲傳播疾病的致病及防制等方面進行了較多研究。

有關(guān)蚊媒和瘧疾的最新研究進展表明，可以利用噬菌體表面呈現(xiàn)等技術(shù)對蚊蟲進行基因操作以降低其傳瘧能力。Ghosh Ak等（2002）從外源基因?qū)胛没蚍N系概況、組織特異性啟動子的特征、削弱瘧疾傳播能力的轉(zhuǎn)基因蚊及其體內(nèi)瘧疾發(fā)育阻礙子的鑒定等四個方面報道了該項研究的最新進展。該研究結(jié)果很令人振奮，但是如何向野生蚊種傳播該瘧疾發(fā)育阻礙子仍是一個有待解決的問題。

美國學(xué)者Shanmugavelu M等（2000）自煙草天蛾（Manduca sexta）幼蟲噬菌體呈現(xiàn)文庫中分離出一個732bp的cDNA，其翻譯的蛋白為P29（分子質(zhì)量約29kD）。經(jīng)Western和Northern分析表明P29蛋白存在于煙草天蛾幼蟲脂肪體組織和圍心細胞中。結(jié)合測定試驗表明P29蛋白與保幼激素酯酶結(jié)合能力強，擾亂了溶酶體的靶向作用，具有促進圍心細胞溶酶體降解保幼激素酯酶的功能。

噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)自建立以來，因其具有方便地獲得目的分子DNA序列和可在體外（細菌外）完成對外源多肽的研究等明顯優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)各個研究領(lǐng)域。同時，該項技術(shù)還存在庫容量、不能進行氨基酸修飾及蛋白質(zhì)的糖基化等問題。綜上，隨著該項技術(shù)本身的不斷發(fā)展和完善，它的應(yīng)用范圍會日益拓寬，必將在生命科學(xué)的許多領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。