通过重组DNA技术和抗体工程技术，抗体基因现在可以在细菌、哺乳动物细胞和酵母、植物以及昆虫细胞中成功克隆并作为片段表达。这种新技术的一个优点是，它们可以保留完整的抗原结合位点(paratope)，同时减小抗体分子的大小。与亲本抗体相比，这些最小化的抗体在临床实践中有几个优点，包括更好的肿瘤穿透，更快的血液清除，更短的非靶组织滞留时间，也降低了免疫原性。这也可能导致功能性抗体的表达和它们在细菌中的融合，也允许它们在丝状噬菌体上展示。此外，将小抗体分子与高效的微生物生产系统相结合，最终可以生产出足够量的均质蛋白，用于诊断和治疗以及结构研究。

在像大肠杆菌这样的微生物中，Fab已经成功地在外质中产生。但由于细菌周质空间有限，多肽折叠和聚集不当，产物滴度通常<1g/L。为了克服这些问题，Skerra引入了一种一步推进的技术，即仅使用抗体分子的部分(Fab或Fv片段)进行表达。

一．单链抗体结构

Fv片段是具有抗原结合活性的免疫球蛋白分子的最小单位。scFv（单链片段可变）形式的抗体由重链（VH）和轻链（VL）的可变区组成，这些可变区通过一种柔性肽酶连接在一起，该肽酶可以很容易地在大肠杆菌中以功能形式表达，从而使蛋白质工程能够改善scFv的特性，如亲和力的增加和特异性的改变。

二．单链抗体的获得

首先从杂交瘤（或脾脏、淋巴细胞和骨髓）中分离mRNA，然后逆转录为cDNA，作为抗体基因扩增（PCR）的模板。在scFv（单链片段可变）构建中，结构域的顺序可以是VH连接体VL或VL连接体VH。重组抗体在大肠杆菌中的表达策略有一下几种：

（1）一种方法是直接在大肠杆菌细胞浆中表达单链抗体。使用大肠杆菌信号肽。结果显示：抗体在细菌细胞质的还原环境中大量表达，随后形成称为包涵体的不溶性聚集体。包涵体必须在体外再生。

（2）使用信号肽来引导scFv（单链片段可变）抗体分泌到革兰氏阴性菌内膜和外膜之间的周质空间。这种周质空间被确定为含有蛋白质，如伴侣蛋白和二硫异构酶，它们有助于重组蛋白的正确折叠。在通过内膜转移到细胞质的氧化环境中的过程中，连接在N-末端的信号肽被切断，使链折叠和组装，从而导致结构域内和结构域间硫化物的形成。

三．单链抗体的检测

scFv（单链片段可变株）的检测可以使用已经融合到scFv的C-或N-末端的识别特异性标签的二级抗体来完成。目前，已有许多标签用于融合scFv，如c-myc或E-tag（Pharmacia）。由于可溶性scFv（单链碎片可变）折叠不当，它们在涂布在微量滴定板上时很容易失活，这是由于缺乏重链和轻链的恒定域造成的。

四．单链抗体的应用

scFv（单链片段可变）形式的抗体保留了完整的抗原结合能力，因此它可以促进一种潜在的独特分子，特别是在癌症治疗中使用。单链抗体的另一个重要应用是作为诊断试剂。在过去的几年里，在细菌中产生的特制重组单链抗体已成为这些“传统”免疫诊断试剂的潜在替代品。重组抗体片段（scFv）作为免疫试剂的功能已在几种不同的检测方法中被发现。

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