浙江大学梁波/叶学松最新Nature子刊

在帕金森病（PD）治疗中，左旋多巴的治疗窗较窄，因此对其药代动力学进行实时在体监测至关重要。然而，现有方法存在样本需求量大、采样频率低等问题，无法获取完整的药代动力学曲线。

2025年12月1日，浙江大学梁波及叶学松共同通讯在Nature Communications在线发表题为“A nanoMIP sensor for real-time in vivo monitoring of levodopa pharmacokinetics in precision Parkinson’s therapy”的研究论文。本研究提出一种在体监测系统，该系统采用纺锤形碳纳米管（CNT）纤维电化学传感器，通过在单个电活性碳纳米管上修饰纳米级分子印迹聚合物（nanoMIP），实现对间质液（ISF）中左旋多巴水平的实时追踪。

核壳结构（CNT-nanoMIP）纳米材料不仅能高灵敏、高选择性地检测左旋多巴，还在连续间质液检测中具备抗生物污染和化学污染的特性。该系统已在 PD 大鼠模型和健康大鼠中完成验证，可用于监测完整的药代动力学曲线，并评估间质液/血浆中左旋多巴药代动力学的时间相关性。此外，通过合理设计左旋多巴给药方案并开展在体实验，本研究证实该系统可实现药代动力学曲线的优化与调控，凸显其在帕金森病个体化药物治疗中的应用潜力。

帕金森病（PD）是第二大流行的神经退行性疾病，伴随运动和非运动症状失调。其特征是黑质中多巴胺能神经元不可逆地耗尽，随后神经递质多巴胺逐渐丧失。左旋多巴（L-Dopa）自20 世纪60 年代被发现以来，一直是治疗帕金森病的金标准药物，能够穿过血脑屏障并代谢为多巴胺，从而帮助帕金森病患者恢复和提升大脑中的多巴胺水平，恢复大部分运动功能。然而，长期左旋多巴治疗患者会因短半衰期和狭窄治疗窗口的复杂剂量-反应关系而出现严重的运动并发症。通过为临床医生提供关键的定量药理学信息，药物药代动力学（PK）的实时连续监测在实现精准化、个体化药物治疗方面具有巨大潜力。

在治疗性药物监测（TDM）中，L-多巴水平的黄金标准检测通常在实验室环境中通过高性能液相色谱（HPLC）或液相色谱质谱仪（LC-MS）分析等离子体样本进行。这些方法用于家庭监测和及时医疗干预的实施受到劳动强度高、仪器复杂和长时间周转的挑战所阻碍。电化学传感技术的发展推动了在个体水平上对多种人体生物体液中健康相关和疾病特异性生物标志物的连续监测。然而，目前的左旋多巴电化学传感器主要局限于即时检测，依赖血液或汗液样本，且需要间歇性采样。主动离子电渗刺激技术的最新进展为PD 患者汗液的连续监测带来了一定希望，但无法支持长期不间断的汗液分析。相比之下，植入式传感器在左旋多巴的实时、连续、原位监测方面具有显著潜力。然而，由于目标分析物浓度低、生物污染和左旋多巴自聚合导致电极严重钝化等挑战，其在体内药代动力学监测中的实际应用仍受到限制。此外，现有左旋多巴传感器中，很少有通过血浆HPLC 定量这一金标准方法进行验证的。因此，迄今为止，间质液（ISF）和循环血液中左旋多巴水平的药理学关联仍不明确。

用于体内药代动力学监测的左旋多巴传感系统（摘自Nature Communications）

本研究提出一种左旋多巴连续传感系统，用于实时在体监测间质液中左旋多巴的药代动力学。该系统整合了纤维组装式植入型电化学传感器以及带有蓝牙模块的柔性电路贴片。核心传感纤维的制备的是在纺锤形碳纳米管纤维（SSCNTF）的单根碳纳米管（CNTs）上修饰纳米级分子印迹聚合物（nanoMIP）。碳纳米管-核/纳米分子印迹聚合物 -壳的纳米结构通过纳米分子印迹聚合物壳层中的印迹位点赋予传感器对左旋多巴的特异性识别能力，并通过电活性碳纳米管核实现高效的电化学氧化还原信号转导。左旋多巴的特异性结合会使差分脉冲伏安法（DPV）中的峰电流增加，而非目标分析物由于结构不互补，会被具有目标特异性的分子印迹聚合物壳层排斥。核壳纳米结构的设计还为间质液中左旋多巴的连续监测提供了多重优势。此外，该纳米结构使纳米分子印迹聚合物纤维传感器在模拟典型皮肤变形的应变条件下，仍能保持结构和电化学稳定性。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-65853-2