近日，化学与化工学院易涛教授课题组在早期肾损伤精准便携式诊断领域取得新进展。相关研究成果以《用于协同原位成像与便携式尿检诊断早期肾损伤的单分子双报告探针》（Unimolecular dual-reporter probes for early kidney injury diagnosis through synchronous in situ imaging and portable urinalysis）为题发表在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）上。该研究创新性地提出了“体内原位示踪 + 体外便携式尿检”双管齐下的诊断策略，成功开发出一种单分子双报告探针，有望在肾功能出现不可逆转的损伤前实现精准的床旁快速检测。
急性肾损伤（AKI）是一种临床常见的危重综合征，影响着约15%的住院患者和超过50%的重症监护室患者，致死率高。然而，传统临床诊断方法依赖的尿素氮、血清肌酐等指标，往往在肾功能丧失一半以上才显著变化，此时肾脏已遭受不可逆转的损伤，极易错过最佳干预时机。因此，开发能够早期精准诊断肾损伤的方法对临床及时干预治疗、降低患者死亡风险具有重要意义。
传统肾损伤诊断探针大多采用单一报告模式，仅用于体内成像，或仅用于体外尿液分析，面临着诊断精确度差、特异性受限等问题。易涛教授课题组在前期研究中以亚甲基蓝（MB）为结构母核，设计开发了一系列基于2-氨基间苯二甲醇自消除结构的活性氧（ROS）响应型控释平台，并构建了多种用于相关疾病诊断与治疗的分子工具（Angew. Chem. Int. Ed., 2022,61, e20211680.; Chem. Sci., 2022,13, 10815.; J. Control. Release, 2024,376, 961.;Adv. Mater.2024,36, 2309789.; J. Am. Chem. Soc., 2025,147, 25325-25336.; Angew. Chem. Int. Ed., 2025,64, e202510441.）。在此基础上，本工作通过分子结构模块化设计，创新性地整合了三大功能单元：光声信号示踪模块（克酮酸，CA）、ROS激活近红外荧光模块（亚甲基蓝，MB）以及亲水性调控肾脏靶向模块（PEG），构建了单分子双报告探针DHU-AKI-3，具有可激活的无串扰多路信号输出。该探针能够被肾损伤区域高表达的ROS特异性激活，同时产生两种互不干扰的检测信号：释放的CA因其疏水性在损伤肾脏原位沉淀，形成长达60小时的光声信号，用于肾损伤长时间原位监测；而释放的亲水性MB则迅速随尿液排出，通过荧光或颜色变化即可进行体外诊断。这种单分子探针“双管齐下”的设计策略，同步实现了体内原位光声信号与体外尿检信号的相互验证，提高了诊断结果的准确性。
在多种小鼠模型（药物诱导肾损伤、单侧肾脏缺血再灌注损伤）中，该探针均在传统临床诊断指标尚未发生明显变化时精准检测到早期肾损伤的发生。研究团队还进一步发展了智能手机辅助比色尿检方法：仅需将待测尿液滴加至检测试纸，通过手机摄像头采集图像，结合色彩识别软件即可快速判读诊断结果。本研究工作不仅为急性肾损伤的早期精准便携式诊断提供了新的分子工具，也为重症监护、肾移植术后监测等临床场景诊断技术的开发提供了技术参考。
我校化学与化工学院刘玲燕特聘副研究员和广西大学医学院刘飞扬助理教授为论文共同第一作者，韩国高丽大学丁启航老师、东华大学魏鹏副教授、高丽大学Jong Seung Kim院士和东华大学易涛教授为论文共同通讯作者。东华大学为第一通讯单位。该研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag367