酵母细胞表面展示系统（YSDS）凭借真核蛋白正确折叠能力、全细胞筛选便捷性及高通量优势，已在文库筛选、疫苗研发、生物修复等多领域实现深度应用，同时通过技术优化持续突破性能瓶颈，成为蛋白工程与生物应用研究的核心工具。
一、核心应用场景：从基础研究到产业转化1. 文库筛选与抗体工程：高效挖掘功能抗体YSDS 是抗体片段筛选与改造的核心平台，尤其在 scFv（单链抗体）开发中展现出显著优势，涵盖新型抗体筛选、亲和力成熟、抗体人源化等关键环节。
新型功能抗体筛选：Wang 等构建由展示载体 pYS 与表达载体 pYE 组成的酿酒酵母展示系统，成功筛选并生产出抗 HIV-1 的 scFv，经假病毒试验验证具有明确的 HIV-1 中和活性，为抗病毒抗体研发提供了高效路径。该系统无需依赖杂交瘤技术，直接从文库中捕获靶向特定抗原的抗体片段，大幅缩短研发周期。
抗体亲和力成熟：Yu 等针对人源肿瘤标志物 CSPG4，利用 YSDS 开发高特异性全人源 scFv，通过随机诱变法构建突变文库后，结合流式细胞术（FACS）进行 6 轮淘选与分选，最终获得的变体 scFv 与亲本克隆相比，亲和力提升 270–3000 倍，为 CSPG4 靶向肿瘤免疫疗法开发奠定基础。这种 “突变文库构建 - 高通量筛选” 模式，是实现抗体性能升级的关键技术。
抗体人源化改造：Elter 等建立基于 YSDS 与 FACS 的鸡源抗体人源化策略，以 EGFR 胞外域特异性鸡源 scFv（E1、E2）为模板，将其互补决定区（CDR）置换入人源抗体框架，构建 scFv-Fc 融合体。该融合体不仅保留高亲和力，还表现出优于全长抗体的稳定性与聚集特性，显著简化了异源抗体的人源化流程。
2. 疫苗研发：构建稳定高效的免疫递送体系YSDS 凭借 “抗原展示 - 免疫激活” 一体化优势，在口服活载体疫苗、重组蛋白疫苗开发中展现独特价值，解决传统疫苗储存与递送难题。
口服活载体疫苗开发：酵母细胞壁的天然结构使其能耐受消化道环境，为口服疫苗提供理想载体。YSDS 可将病毒抗原、肿瘤抗原等展示于酵母表面，经口服后激活黏膜免疫与系统免疫双重应答，例如表达疟疾抗原 PfCSP 的重组酵母疫苗，口服免疫后可诱导肠道 sIgA 与全身 IgG 反应，实现 “黏膜 - 系统” 双屏障保护。
全重组酵母疫苗优化：酿酒酵母表面展示的 HPV L1 蛋白等病毒抗原，能诱导强效体液与细胞免疫，且冻干制剂在 25°C 下可稳定保存 6 个月以上，突破传统疫苗对冷链的依赖。毕赤酵母经糖基化修饰人源化后，已成功用于 HIV gp120 疫苗生产，中和抗体效价达 1:10⁵，目前表达流感血凝素（HA）的工程化酵母疫苗已进入 II 期临床试验，单剂免疫交叉保护率达 67%。
3. 生物修复：固定功能酶的绿色环保方案YSDS 通过表面展示功能酶实现污染物高效降解，解决游离酶稳定性差、重复利用率低的痛点，在环境治理中极具应用前景。Zhang 等利用毕赤酵母表面展示系统，通过 SpyCatcher/SpyTag 生物偶联体系固定有机磷水解酶（OPH），经优化后 SpyC 展示效率超 97%，固定化 OPH 的热稳定性与 pH 稳定性显著提升，重复使用 5 次仍保留 50% 以上活力。在最适条件下，该系统对 100 mg/L 甲基对硫磷、乐果、毒死蜱的水解率分别达 96.5%、79.5%、82.6%，为有机磷农药污染生物修复提供了高效绿色方案。
4. 全蛋白质组与蛋白互作研究：挖掘未知分子关联YSDS 可在全蛋白质组层面解析蛋白相互作用，尤其擅长捕捉修饰依赖的动态互作与复杂抗原的免疫响应，突破传统方法局限。
全蛋白质组互作筛选：以表皮生长因子受体（EGFR）、黏着斑激酶（FAK）等为靶标，通过酵母表面展示人类 cDNA 文库，结合合成磷酸肽探针，可成功鉴定磷酸化依赖的未知互作蛋白，这种方法能模拟体内修饰状态，弥补酵母双杂交技术难以检测修饰相关互作的缺陷。
肿瘤抗原鉴定：将肿瘤抗原展示于酵母表面，可评估癌症患者的肿瘤特异性抗体响应；同时筛选酵母展示的患者 cDNA 文库，能发现新型肿瘤抗原。由于酵母可正确折叠含多二硫键、糖基化修饰的复杂抗原，其筛选效率显著高于原核展示系统。
二、关键技术优化策略：突破性能瓶颈YSDS 的应用潜力通过载体改造、宿主工程、筛选技术升级等优化策略持续释放，有效解决转化效率、文库多样性、筛选精度等核心问题。
1. 载体与宿主优化：提升展示效率与稳定性载体元件升级：通过增加锚定蛋白（如 α- 凝集素）拷贝数、优化启动子（如毕赤酵母 AOX1 启动子）调控强度，可显著提高外源蛋白展示效率；引入 SpyCatcher/SpyTag 等生物偶联体系，能实现外源蛋白的高效定向展示。
宿主细胞改造：调控酵母信号序列、基因缺失或过表达相关辅助基因，可提升重组载体转化效率；利用 CRISPR/Cas9 技术敲除酿酒酵母转座酶基因（TY1），能使载体稳定性提升 98%，降低外源基因重组风险；毕赤酵母经糖基化修饰人源化改造，可减少过度糖基化对蛋白功能的影响。
2. 筛选技术升级：增强精准性与高通量流式筛选参数优化：调整流式细胞仪的流速、荧光检测阈值等参数，可克服流速阻碍，提高高亲和力克隆的分选精度，Yu 等通过 6 轮 FACS 分选实现 scFv 亲和力千倍提升的案例，印证了筛选参数优化的关键作用。
多维度筛选策略：结合 “阴性筛选 - 阳性筛选 - 复筛” 三阶段流程，可减少模拟表位（mimotopes）导致的假阳性；针对复杂靶标，采用 “磷酸肽探针 + 全文库筛选” 模式，能精准捕捉修饰依赖的特异性互作。
3. 蛋白兼容性拓展：适配复杂分子展示YSDS 通过折叠环境优化，可实现高分子量蛋白、多结构域蛋白的正确折叠与稳定展示，突破原核系统对复杂蛋白的展示限制。例如在肿瘤抗原展示中，酵母能正确折叠含多个翻译后修饰位点的抗原蛋白，保留关键免疫表位，为后续抗体筛选与免疫响应研究提供保障。
三、总结：连接基础研究与应用开发的多功能平台酵母细胞表面展示系统以其真核表达兼容性、高通量筛选能力、全细胞操作便捷性，在抗体工程、疫苗研发、生物修复、蛋白互作解析等领域构建起 “筛选 - 改造 - 应用” 的完整技术链条。从抗 HIV 抗体的快速筛选到肿瘤靶向抗体的亲和力成熟，从无冷链疫苗的开发到环境污染物的生物降解，该系统持续推动基础研究成果向临床治疗、环境治理等实际应用转化。随着载体改造、宿主工程与筛选技术的不断升级，YSDS 将进一步突破蛋白展示效率、文库多样性与筛选精度的限制，为功能蛋白定制化开发与复杂生物问题解决提供更强大的技术支撑。
