Fab抗原結合片段（Antigen-binding fragment），由完整的輕鏈（可變區(qū)和恒定區(qū)）和部分重鏈結構（可變區(qū)和一個恒定區(qū)片段）組成，輕鏈與重鏈通過一個二硫鍵連接。每一個Fab相當于“Y”字形抗體的左臂或右臂，體積較?。ǚ肿恿?7-48 kDa）。

由于Fab同時具備了抗原結合區(qū)和部分恒定區(qū)，使其不僅具備了單鏈抗體（scFv）一樣的抗體-抗原親和力、優(yōu)秀的組織穿透力等，并擁有更穩(wěn)定的結構，從而在臨床診斷和治療上發(fā)揮巨大的作用。

Fab的結構

結構上，F(xiàn)ab的構成包括輕鏈可變區(qū)（light chain variable domain，VL）、輕鏈恒定區(qū)（light chain constant region，CL）、重鏈可變區(qū)（heavy chain variable domain，VH）和一個重鏈恒定區(qū)（heavy chain constant region 1，CH1）。兩個Fab的CH1與抗體結晶區(qū)（crystalline fragment，F(xiàn)c）的CH2通過鉸鏈部分（hinge region）連接，構成一個全長IgG抗體?；谶@種結構，通過對全長抗體進行蛋白酶酶切，也可以得到Fab片段。

例如，通過木瓜蛋白酶直接將IgG降解成兩個Fab片段和一個Fc片段，而選擇使用胃蛋白酶或無花果蛋白酶的情況下，IgG會被分解成兩個通過鉸鏈連在一起的Fab和一個沒有鉸鏈區(qū)的Fc，這兩個特殊結構分別稱為F(ab’)₂片段和pFc’片段。F(ab’)₂ 片段可以還原成攜帶部分鉸鏈區(qū)（二硫鍵橋硫醇）的Fab片段，即Fab’。無論是Fab、Fab’或者F(ab’)₂ 都不含F(xiàn)c區(qū)域，不會干擾抗Fc介導的抗體檢測。

Fab的表達

如上述中提到的，F(xiàn)ab可以通過在單抗的基礎上直接通過酶切獲得，這種方式優(yōu)點是快速簡單，但劣勢也很明顯，首先是需要單抗原料，一般數(shù)量有限且價格昂貴，另一方面，即使優(yōu)化了全抗體的酶促切割后，得到的Fab往往會損失一定的免疫反應性。 重組Fab的優(yōu)勢比較明顯，由于不具備Fc區(qū)，從而不需要翻譯后修飾和糖基化，可以同時在原核和哺乳動物系統(tǒng)中表達。

雖然Fab可以在大腸桿菌中表達，但表達量較低，這源于其在周質(zhì)空間的組裝效率較差。Fab的輕、重鏈依靠二硫鍵連接，而二硫鍵的形成離不開周質(zhì)空間的氧化環(huán)境，這就需要信號肽將輕、重鏈分別引導至周質(zhì)空間完成折疊，與scFv相比效率大大降低。有些研究也表明，硫氧還原蛋白酶缺失的大腸桿菌更易使Fab折疊正確，這就涉及到宿主菌株的選擇及改造，比較耗時耗力。

Fab在哺乳動物細胞中表達更加合理，正確的折疊的同時，表達量也能滿足需求。銘研生物重組抗體表達服務采用自研的哺乳動物表達系統(tǒng)，具備更高效、更合理的方案，詳情請咨詢。

Fab抗體文庫

理論上，小鼠B細胞抗體庫小于10⁸，人的B細胞抗體庫小于10¹²。通過scFv的常規(guī)構建流程，其抗體庫容量一般在10⁷數(shù)量級，甚至更少。而Fab組合抗體庫可以達到10¹⁰-10¹³的級別，這大大增加了篩選到理想抗體的可能性。

庫容量的差別源于構建方式的差別，一般的scFv展示庫的構建是通過提取RNA反轉錄得到cDNA，然后從cDNA文庫中直接通過重疊延伸拼接法，即直接在基因?qū)哟尾僮?，在PCR中完成VH與VL基因的隨機組合，從而獲得scFv抗體的基因文庫。這種操作使建庫更加快速、方便，卻也使scFv文庫容量有限。

Fab文庫則不然，通過對完全不同的VH與VL的基因分別構建載體（也有研究證明構建在一個載體上亦可），實現(xiàn)VH與VL在大腸桿菌表達后實現(xiàn)完全地隨機在菌體內(nèi)組合，從而得到容量巨大的抗體庫（理論容量可達10¹⁴）。這類建庫手段有組合感染法、Cre-LoxP體內(nèi)重組等技術。受制于轉染效率的限制，雖然得到的庫容量小于理論值，依舊能提供非常優(yōu)秀的容量，經(jīng)過幾輪篩選就可以得到比較理想的抗體。

Fab的應用

Fab片段是最早被研究的抗體片段之一，克服了多種抗體類型（傳統(tǒng)單抗，scFv等）很多缺點，例如Fc介導的免疫系統(tǒng)旁路激活、血液清除率過快、熱力學穩(wěn)定性差及降低的親和力等。

如今，F(xiàn)ab最顯著的應用是在自身免疫病、腫瘤和部分眼科等疾病的治療領域，如：已經(jīng)上市的賽妥珠單抗酯（一種Fab片段），可以有效地針對類風濕性關節(jié)炎；作為Fab片段的美妥昔單抗I也已經(jīng)用于治療肺癌；此外，還有雷尼珠單抗，用于眼科的黃斑病變等。

不僅在治療方面，F(xiàn)ab在生物傳感器方面也在發(fā)揮日益重要的作用。通過不同的固化技術，F(xiàn)ab已經(jīng)成功固定在金、無機和塑料顆粒上，也可以固化在多糖、硅和磁性載體等的表面。這些生物傳感器可以廣泛應用于各類疾病的檢測，包括癌癥、糖尿病、自身免疫病等，再配合重組抗體生產(chǎn)上的優(yōu)勢，F(xiàn)ab可以帶來巨大的社會效益。