帕金森氏症治療的關鍵密碼：新酵素技術即時監測左旋多巴濃度
113年06月09日
台灣約有5到10萬名的帕金森氏症患者，目前仍無藥可癒。左旋多巴是治療帕金森氏症的重要藥物，用藥濃度卻不易控制，當濃度一高，容易產生噁心、想吐的副作用。國立臺灣師範大學化學系教授葉怡均研究團隊，透過嗜熱細菌鏈黴菌（Streptomyces sclerotialus）的新型熱穩定酶，利用紅色螢光訊號，在短短30分鐘內檢測左旋多巴的存在，有望提升左旋多巴治療的安全性。 帕金森氏症好發於60歲以上長者，是一種動作障礙的疾病，當大腦底部基底核（basal ganglia）以及黑質（substantial nigra）腦細胞快速退化，無法製造足夠的神經傳導物質多巴胺（Dopamine），臨床上就會出現各種運動障礙症狀。當濃度不足，就需靠藥物補足，但多巴胺無法穿越血腦屏障，因此必須使用多巴胺的前驅物「左旋多巴」，當它在腦內經酵素轉換成多巴胺後才能達到治療效果，也是目前被公認最有效的治療藥物。 葉怡均的實驗室主要在做合成生物化學，且多接觸與帕金森氏有關的神經傳導物質。與普通化學不同的是，普通化學是將小分子合成做大，合成生物化學則利用諸如細菌的生物體，藉由細菌自我複製的特性，把它改造成有用的東西，更不必像化學分子一樣，每次實驗前都需要重新做反應。 一般來說，醫生會依患者體重、年齡給予不同的左旋多巴劑量，但每個人代謝快慢不同，左旋多巴濃度又難以監控。現今醫療已走向「個人化醫療」，葉怡均說明，實驗室希望開發低成本、高即時性的檢測工具，讓帕金森氏症患者能獲得即時性的藥物濃度監測，但患者不可能在家培養細菌，多巴胺的化學結構又與左旋多巴非常相似，要檢測結構相似的兩種物質，技術上一直難以突破。 但若多巴胺與左旋多巴不做「前處理」，濃度檢測就容易失真。研究團隊成功將嗜熱細菌鏈黴菌（Streptomyces sclerotialus）的新型熱穩定酶，即2,3-多巴雙加氧酶（2,3-Dopa-dioxygenase），首次應用在檢測左旋多巴，成為發展基於蛋白質和細胞的生物感測器的理想工具。 實驗室透過雙色螢光訊號的連續分析方法，高靈敏度地檢測多巴胺和左旋多巴共存，也克服了傳統檢測方法難以區分結構相似分子的挑戰。這個做法克服了前期萃取的困境，成功利用紅色螢光訊號在短短30分鐘內檢測左旋多巴，即時監測接受左旋多巴治療的帕金森氏症患者的治療情況，有望提供帕金森氏症患者更即時、有效、安全的快篩選擇。 但從研究初想，一直到做出研究成果，研究團隊至少耗時了五年。葉怡均回顧，每項研究都會花上不少時間，只要任何一個環節出現失誤，實驗就不會成功，因次過程中花費很多時間來克服失敗、嘗試錯誤，中間也曾調整過實驗方法。她說，這項研究是很多屆碩士生一起努力獲得的成果，花費的時間與心力難以量化。 葉怡均表示，這項研究將提供臨床醫療一項檢測工具，為帕金森氏症的臨床治療監測，提供了新的可能性，有望大幅度地改善患者生活品質。但目前尚未走到臨床應用，僅使用牛、馬血清，以及市售人工尿液來進行檢驗，不過這項系統的穩健性和適用性，也已在血清中成功獲得驗證。 台灣已有超過四分之一縣市邁入超高齡社會，葉怡均說，若實驗室提供的這項基礎檢測工具可行，確實有機會提供帕金森氏症患者更經濟實惠、易操作且安全的濃度監測方法，除了有望提升患者的生活品質，同時也為基於酶的生物感測器，在臨床應用開闢了新的方向。
