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单克隆抗体技术经过30多年的发展过程，开发出大量的鼠源单克隆抗体，其中相当一部分具有良好的临床应用前景。但是，鼠源抗体极易引起的人抗鼠抗体(HumanAnti-MouseAntibody，HAMA)效应限制了这些抗体在疾病治疗中的应用。除利用转基因小鼠外，构建大容量人源序列的抗体库，通过生物淘选的方法从中获得靶抗原特异的抗体也是获得人源抗体的一种有效途径。按照抗体库多样性基因序列的来源不同，噬菌体抗体库可以分为免疫库和天然库两大类，而非免疫库的多样性可以来自未经特异免疫的供体，也可以使用DNA合成的方法获得。抗体分子中CDR3区的序列多样性直接决定了库容的大小，而抗体骨架区的选择对于抗体库的一些表达和理化特征同样起着至关重要的作用，因此选择有代表性的骨架区序列，并通过有效的随机化方法获得足够的序列多样性是成功构建抗体库的要素。
依据Kabat数据库公布的人抗体序列信息并结合已发表的骨架区序列，我们设计并合成了14条抗体库的骨架区基因序列作为人抗体7条重链序列的和7条轻链的代表性序列。七条重链为VH1A、VH1B、VH2～VH6，七条轻链分别是Vκ1～Vκ4和Vλ～Vλ3，各骨架序列被拆分为数条重叠的片段，经重叠延伸PCR可组装为完整序列。为获得足够的多样性，采用了“分组式”(Split-Mix-Split，SMS)合成的方法合成了七条不组成和长度不同的的随机化CDR3片段，在随机化设计中包含了每个位点编码氨基酸的种类和频率。“分组式”合成方式可以完全克服单纯简并合成的弊端，在保持“三联体”合成方式优点的基础上，可以有效地控制成本，易于推广。采用重叠PCR的方法，分别完成了各抗体片段骨架区和随机化CDR3区的组装，在组装过程中，以无引物或低引物浓度来控制PCR反应，以优化扩增产物的特异性和产量。
通过将7条重链分别与预混的Vκ组和Vλ组两两组配，构建成为一个总库容为1.56×109的全合成人源抗体库，该文库可以覆盖人抗体约95％的序列多样性。随机挑取阳性克隆进行测序，证实该抗体库的阳性率超过90％，序列完全正确的克隆占测序克隆的60％以上，序列分析发现CDR3区内没有终止密码子和半胱氨酸出现，氨基酸组成和频率分布也与预期相符，表明所构建人源抗体库的容量、有效序列都符合设计。该全合成抗体库具有合理的设计，特别是引入了对冗余度的控制，在构建过程的各个环节都进行了有效的质量控制来保证库的质量和实用性。为验证此抗体库的效率，我们以重组表达的BHL-1（抗人CD3×抗肿瘤双特异抗体）蛋白为抗原，经生物淘选获得了数个具有较高结合能力的克隆，经镍柱对复性后的包涵体进行亲和纯化，ELISA法测定其结合活性，结果表明获得的单链抗体对靶抗原具有特异的结合能力，诱导表达前在培养基中添加甜菜碱可以提高可溶表达的水平。该抗体经进一步优化可用于对BHL-1蛋白的检测。
序列分析和生物淘选的结果表明，使用“分组式”合成方法构建的全合成人源抗体库具有适当的容量和质量，有望成为快速筛选scFv抗体及进行抗体人源化改造的有力工具。