2024年8月19日，上海交大系統生物醫學研究院陶生策團隊在Molecular & Cellular Proteomics雜志在線發表了題為“Phage immunoprecipitation and sequencing—a versatile technique for mapping the antibody reactome”的綜述文章，總結了噬菌體免疫沉淀測序（PhIP-seq）領域的現狀，為開展PhIP-seq研究提供了有力支撐。

? ? ? ?抗體能夠反映個體的感染、過敏以及自身免疫性疾病等病史，表征抗體反應組對疾病標志物發現和免疫學研究至關重要。PhIP-seq技術通過構建等長且包含重疊序列的噬菌體展示肽庫，利用免疫沉淀捕獲樣品中的抗體和相應的噬菌體，再通過二代測序（NGS）技術對噬菌體展示肽進行解碼，從而獲得抗體反應組的抗原或表位信息（圖）。2011年，H. Benjamin Larman和Stephen J. Elledge等人開發了PhIP-seq技術，使用人蛋白質組肽庫對神經系統副腫瘤綜合征患者脊髓液樣本中的自身抗體進行鑒定，發現并驗證了與該疾病有關的多種已知或未見報道的自身抗體。目前，PhIP-seq技術已被應用于表位研究、疫苗學、生物標志物發現、免疫治療、炎癥性疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病以及過敏等領域。已建立的噬菌體展示肽庫涵蓋多個物種。與血清蛋白質組分析（SERPA）和芯片等技術相比，PhIP-seq技術通量更高，成本更低，同時，等長肽段的設計在一定程度上減少了實驗過程中的偏倚。

圖 PhIP-seq技術路線

1. 將蛋白質的開放閱讀框（ORF）分割成等長的肽段，相鄰肽段間包含重疊序列從而避免表位破壞；2. 將氨基酸序列轉換為DNA序列，合成寡核苷酸；3. 通過連接、包裝和擴增，構建噬菌體展示文庫；4. 淘選：將文庫與血清/血漿/腦脊液樣本共孵育，利用抗體結合磁珠（通常為Protein G/Protein A）下拉，洗去未結合的噬菌體；5. 通過PCR擴增核酸并添加Barcode序列，利用NGS解碼噬菌體展示肽；6. 數據處理，獲得陽性肽

本文整理并總結了PhIP-seq領域現有的噬菌體展示文庫（表）、實驗設計、數據處理方案與應用，指出了PhIP-seq技術的局限性與未來發展方向。首先，PhIP-seq的測序結果中存在由于非特異性吸附造成的噪音，導致數據處理存在挑戰，也對測序深度提出了更高的要求。為了解決這一問題，可嘗試從實驗或算法層面進行優化。其次，噬菌體展示文庫中的肽缺乏翻譯后修飾，可能與天然蛋白質存在差異。另外，PhIP-seq技術在發現構象表位方面仍存在困難

稿件來源：陶生策課題組

撰稿：徐昊沄

圖文編輯：王華瑤