近(8)日，澳洲昆士蘭科技大學(QUT)的研究人員，開發出一項基於蛋白質的生物感測器，透過電訊號偵測特殊人造蛋白質濃度，未來將能經由如血糖儀的輕便器材，隨時監測病人使用化療藥、免疫抑制劑等高毒性藥物時，體內藥物的濃度。該研究發表於期刊《Nature Communications》。

研究人員開發出一項可由常見化療藥物「甲氨蝶呤」(methotrexate)控制的人造蛋白質系統。該工具為一項「化學誘導二聚化」(chemically induced dimerization)系統，當遇到甲氨蝶呤時，蛋白質複合物的構型會出現變化，再透過電路系統量測該變化，便能得知血液檢體中的藥物濃度。

該技術使用的人造蛋白質，是細菌所生產，並以重組DNA技術加以改造而成。

領導研究的QUT教授Kirill Alexandrov表示，由於蛋白質具有高度複雜性，且較為脆弱，因此要建構為生物感測器並不容易；但他們模組化的設計有助於解決此問題，且不僅是針對治療藥物，未來還能適用於其他任何小分子。

Alexandrov表示，他們的技術相當於目前常見的血糖儀量測方式，能在簡便的設備上進行如治療藥物監測等檢驗，這些設備可在小型、區域醫院，或遠距診療中使用。

由於許多化療、免疫抑制藥物，對人體毒性大，容易造成器官損傷，因此密切監測患者體內藥物濃度有其必要。不過，目前這類檢測，多需依賴將檢體送至實驗室處理，所以這項有望開發為小型檢測設備的發現，在未來有機會攻占全球高達700億美元的診斷市場。

除了此論文外，加上該團隊另一篇今年10月發表於《Angewandte Chemie》的研究，這項生物感測技術已能準確監測包括甲氨蝶呤，以及免疫抑制劑環孢素A (cyclosporine A)、他克莫司(tacrolimus)、雷帕黴素(rapamune)等藥物在內的血中濃度。

研究人員表示，未來他們將朝向「減少檢體樣本」的方向開發，甚至只要一毫升的血液、花費3~5分鐘，就能檢出藥物濃度。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27184-w

2. https://www.eurekalert.org/news-releases/938343

(編譯/巫芝岳)