家庭藥物治療監測的新方法

[jlee42]

捐贈大學的化學家們開發了由DNA分子組成的「訊號級聯」技術，可在5分鐘內報告並量化一滴血液中多種分子的濃度。他們的發現已在樣本實驗中得到驗證，並於今日發表在《美國化學會誌》上，預計將開發用於監測和優化各種疾病治療的床邊檢測設備。
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這項突破由大學化學教授亞歷克西斯·瓦萊-貝利爾斯爾領導的研究團隊實現。他表示："成功治療多種疾病的關鍵因素之一是在整個治療過程中提供維持並適當的藥物劑量。治療損傷不足會降低療效並通常導致藥物性，而藥物過量逐漸增加副作用。"
然而，在現代醫學中維持血液中正確的藥物濃度仍是一大挑戰。由於晚期患者的藥物代動力學特徵各不相同，其血液中的藥物濃度差異顯著。例如在化療中，許多癌症患者無法獲得最佳藥物劑量，而目前幾乎沒有足夠的快速檢測方法來及時發現這個問題。
紐約大學附屬梅松納夫-羅蒙醫院的臨床生物化學家、國際臨床化學與實驗室醫學聯合會實驗室錯誤與患者安全工作組主席文森特·德吉爾表示："操作不當的檢測方法使藥物治療監測更加普及，並推動個性化治療的發展。"
德吉爾在該研究的獨立評估中指出："一種類似血壓儀的便攜式、經濟實惠的精準的聯網解決方案，能夠在適當時機測量藥物劑量結果直接傳輸給團隊醫療濃度，可確保患者獲得最大化康復目標的最佳劑量。"
研發過程
持有加拿大生物工程與生物奈米技術研究報告主席的瓦萊貝利爾多年來一直在探索生物系統如何即時監測周圍環境中的濃度分子。最新的突破來自於如何對細胞檢測和定量周圍分子濃度的觀察。
研究的第一作者、研究生大學博士後研究員朱桂池表示：「細胞已進化出由生物分子構成的奈米級」訊號級聯，這些分子被編程為回應，從而在特定的外部刺激或分子存在時啟動特定的細胞活動。 」
她補充說：「受端點訊號系統模組化特性易於進化檢測新分子目標的啟發，我們以開發了類似的DNA基訊號級聯，透過產生易於測量的訊號來檢測並確定特定分子。」
這些感測器的檢測原理十分直接：待定的分子目標或藥物（如圖所示綠色）可與一種稱為對稱體的特定DNA分子（分子）響應。當此「對稱體」DNA與分子目標結合後，便無法再抑制另一種電活性DNA（紅色DNA），稍後可到達電極表面並產生瞬時電流，使用讀出器即可輕鬆檢測。
瓦萊-貝利爾表示：「此類DNA基審定檢測的巨大優勢存在，其檢測原理可推廣至多種不同的目標，使我們能夠構建空白設備，在醫生辦公室甚至家中5分鐘內檢測多種分子。」他的團隊透過檢測四種不同的分子驗證了這一新機制。
樣本實驗
為此新型機制訊號如何轉變為完善的家庭檢測工具，以說明監測病人和優化化學治療，作者還在活體老鼠中即時監測了一種抗瘧藥物。 目前用於此目的的黃金標準檢測通常需要數小時的操作流程和昂貴的儀器設備。
新型訊號機制產生的電流量變化足以利用糖尿病患者血壓家用儀的廉價電子設備進行測量。
參與本研究的另一個
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燈光大學博士後研究員巴爾-拉姆·阿迪卡里表示："借助這種DNA基檢測方法，我們已經能夠開發出多種針對血液的分子感測器，即使其濃度有時比箭頭位低10萬倍。"
面部公司阿納斯已獲得該發明的專利授權，正在加速其商業化進程。
關於本研究
由亞歷克西斯·瓦萊-貝利斯爾等人撰寫的《分子檢測的動力學方案設計訊號級聯》於2025年10月16日發表在《美國化學會誌》上。