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治疗药物监测（therapeutic drug monitoring，TDM）是临床药学核心分支[1]，通过测定患者体内药物暴露、药理标志物或药效指标，结合定量药理模型与治疗窗，为个体化用药提供客观数据支撑。借助TDM监测，可有效规避药物剂量不足所致的治疗无效及药物过量引发的毒副作用，妥善解决个体代谢差异、联合用药、机体病理状态等因素带来的用药不确定性；同时突破传统经验式给药的局限性，推动临床用药向数据化、标准化的精准医疗模式转型，持续提升临床合理用药水平，目前已成为特殊人群及长期用药患者保障用药安全性与有效性的关键技术手段。
临床上需开展TDM监测的药物主要可分为4类：第一类为有效血药浓度与中毒浓度区间相近的药物，如苯妥英钠[2]；第二类为体内吸收、分布、代谢、排泄过程个体差异显著的药物，以受基因调控、肝肾功能影响较大的环孢素为典型代表[3]；第三类为药物毒性临床表现与原发疾病症状重叠、临床难以直观鉴别判断的药物，如地高辛[4]；第四类为易受联合用药、饮食结构、病理生理状态等多重外界因素干扰的药物。这些药物大多治疗窗较窄、毒性反应突出。此外，长期服药患者以及老年人、儿童、妊娠期女性、肝肾功能损伤患者等特殊人群，均为TDM监测的重点适用对象，复杂且多样化的临床监测需求，也对TDM检测技术的灵敏度、准确度及检测效率提出了更高标准。
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依据临床药理学分类标准，TDM的监测药物主要包括免疫抑制剂、抗真菌药物、抗癫痫药、抗精神病药、心血管药物与抗肿瘤药物等 [5-6]。①免疫抑制剂（如他克莫司、环孢素、霉酚酸酯等）：体内浓度极低、生物基质干扰强，原型与代谢物结构相近易致交叉反应，前处理要求高且受蛋白结合影响显著[7-9]。② 抗生素（如万古霉素、左氧氟沙星等）：受肝肾功能、联用药物及基质效应影响明显，部分血浆蛋白结合率高，低浓度定量稳定性差 [10-12]。③ 抗癫痫药（如卡马西平、丙戊酸、苯妥英等）：药代动力学变异大、血药浓度波动明显，联用易相互干扰，部分存在自身诱导代谢，检测结果容易失真 [13-15]。④ 抗精神病药（如阿米替林等）：代谢与清除个体差异大，受年龄、性别、合并用药影响显著，活性代谢物与原型结构相近，常规方法难区分，易致定量偏差；且体内治疗浓度偏低，常规方法灵敏度不足，基质干扰明显[16-17]。⑤ 心血管药物（如地高辛）治疗窗极窄、易体内蓄积，内源性干扰普遍，采样时机影响大，容易导致结果误判[18]。⑥抗肿瘤药（如伊马替尼、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶等）有效浓度极低、内源性杂质干扰重，结构类似物与代谢物交叉干扰突出，部分热不稳定、极性特殊，常规方法难以稳定高灵敏定量[19-24]。
不同类别监测药物理化性质、体内代谢特征差异显著，且各类药物均存在特异性监测难点。综合临床检测现状来看，现阶段TDM仍普遍面临多重共性技术难题，比如人体生物样本基质复杂、内源性杂质繁多，多数治疗药物及活性代谢物在机体中呈痕量分布，对检测技术的灵敏度与选择性要求极高；同时，活性代谢物与药物原型共存、结构相似引发的交叉反应，会严重降低定量检测准确度，传统免疫分析法本身特异性不足的缺陷被进一步放大。此外，生物样本基质效应、抗药物抗体干扰、临床统一参考浓度标准缺失等问题，持续制约TDM检测结果的精准性与通用性。为逐一破解上述监测瓶颈、满足不同药物的精准检测要求，各类TDM检测技术持续迭代升级，本文将系统梳理现阶段主流监测技术，剖析各类技术原理、优缺点及临床应用现状，为临床规范化开展TDM工作、优化个体化给药方案提供科学参考。
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目前临床应用较为广泛的TDM分析方法主要包括免疫分析法、色谱-质谱联用技术、光谱分析法及生物分子互作技术。
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免疫分析法利用抗原-抗体特异性结合特性，联合各类标记技术完成药物定量，凭借高效快速、高通量、可自动化的特点，广泛应用于临床常规 TDM 与急诊药物浓度检测[25]。
Saita等[26]建立了双抗体夹心酶免疫吸附（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测体系，实现人及大鼠血清中伊马替尼的精准定量。该体系选用两种多克隆抗体，分别特异性识别伊马替尼分子上氨甲基嘧啶吡啶（2-(5-Amino-2-methylanilino)-4-(3-pyridyl)pyrimidine，AMPP）结构域和甲基哌嗪甲基苯甲酰胺（4-{(4-Methyl-1-piperazinyl)methyl}-benzoic acid，MPMB）结构域（图1），仅特异性结合完整药物分子，从作用原理上有效规避代谢物与结构类似物带来的检测干扰，其交叉反应率均低于0.5%，特异性优于传统竞争性ELISA方法。
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液相色谱-质谱技术（liquid chromatography tandem mass spectrometry，LC-MS）具有高特异性、高灵敏度和高稳定性的优势，被用于临床TDM定量的金标准。
Koller等[27]利用液相色谱仪串联三重四级杆质谱仪（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）建立可同时定量检测人血浆中11种酪氨酸激酶抑制剂和咖啡因，采用动态多反应监测模式和稳定同位素标记内标，该方法适用性强，已成功应用于慢性髓性白血病患者的TDM，能为个体化剂量调整提供支持。
尽管LC-MS/MS技术检测性能优异，但传统检测方案仍存在样本前处理流程繁琐等缺陷，难以满足临床大批量、快速检测的应用需求。为突破该技术局限，Wu等[28]构建声学喷射质谱法（acoustic ejection mass spectrometry，AEMS），将低温诱导相分离技术与声波喷射质谱技术相结合，建立无需色谱分离的他克莫司全血定量检测方案（图2）。该检测方法样本需求量低，仅需10 μl以下全血即可完成检测，无需离心预处理，可通过纳升级进样方式直接注入质谱仪。方法学验证结果显示，该方法在0.5~50 μg/L浓度区间内线性关系良好（R2=0.998 7），定量下限低至0.5 μg/L，远低于临床他克莫司常规谷浓度监测要求；检测准确度与精密度均符合临床检测标准，且与常规LC-MS/MS检测结果具有高度相关性（Spearman，ρ=0.972）。同时，该技术检测速率优异，单样本分析时长不足3 s，理论检测通量可达
1000 份/h以上，能够适配移植中心、儿科用药监测等高通量、高时效的临床场景，为他克莫司提供了微量化、高效率且稳定性优异的新型检测策略。
质谱类技术凭借极佳的灵敏度与特异性，在复杂生物样本痕量药物检测中具备突出优势，是目前高精度TDM检测的核心技术。但仪器购置成本高、运维难度大、专业操作人员要求严苛等问题，限制了它的普及应用。为此，兼顾检测成本、简便性与检测效率，操作简便、成本低廉的光谱分析法逐步受到临床关注，成为TDM检测技术的重要研究方向。
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光谱分析法依托物质特征吸收、发射及散射光谱信号完成定性与定量分析，具备仪器普及率高、检测成本低廉、操作流程简便等优势，传统光谱技术存在特异性不足、检测灵敏度偏低等短板，而新型表面增强拉曼散射联合深度学习的分析策略，可有效消减基质效应干扰，实现无损化快速检测，十分适用于床旁快检与微量生物样本的分析测定。
Zhao等[29]构建了基于表面增强拉曼光谱原理的监测体系（surface-enhanced raman scattering，SERS）。该体系由银铂多孔硅布拉格反射镜组成，以结晶紫为探针，并联合深度学习算法，定性与定量检测塞来昔布（CXB），其检测限与回收率均满足临床检测要求（图3）。这种SERS-深度学习一体化检测策略快速便捷、成本低廉、灵敏度高，填补了SERS技术在CXB监测领域的空白，可为关节炎患者的TDM与个体化用药提供新型分析手段。
光谱分析法具备操作简便、检测成本低廉、分析速度快、样本损耗小等突出优势，但该技术抗基质干扰能力偏弱，分辨率与检测灵敏度不及质谱技术，对于低浓度、结构相似度高的药物及其代谢物难以实现精准定量，定量准确度存在固有局限。
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为平衡检测灵敏度、特异性与检测便捷性，兼具实时检测、无标记分析优势的生物分子相互作用技术逐步走进TDM研究视野，进一步丰富了临床药物监测技术体系。生物分子相互作用技术是通过特异性识别元件（抗体、适配体、受体）与药物分子的亲和结合，将分子间相互作用转化为可定量的光、电或热信号，实现TDM，核心优势在于高特异性、高灵敏度、免标记/快速、可实时动态检测，适配临床微量、即时监测需求。
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表面等离子共振（surface plasmon resonance，SPR）是一类可表征生物分子间结合动力学与亲和作用的分析技术[30]。该技术基于金属薄膜表面等离子共振效应，无标记、实时、高特异性检测分子结合，通过折射率变化定量，适用于血样中小分子药物、抗体药（贝伐单抗、英夫利昔单抗）监测，灵敏度高、基质耐受性好，实现了快速、无标记的定量分析。
Qi等[31]成功构建了新型SPR生物传感器，用于血样中氯霉素（CAP）的定量检测，并围绕精密度、准确度、基质效应及萃取回收率开展系统方法学验证，同时与传统的超高效液相色谱-紫外检测法（UPLC-UV）进行对比分析（图4）。实验结果证实，该监测体系的各项方法学指标与UPLC-UV具有良好一致性，且检测线性范围更广、检出限更低，灵敏度优势显著，可实现低浓度血清样本的精准分析，充分体现出SPR技术在复杂生物基质中小分子药物检测的优越性能与应用潜力。
除小分子化学药物外，SPR生物传感器在大分子抗体类药物检测中同样具备良好适配性。Xia等[32]建立了一种检测人血清中贝伐单抗浓度的表面等离子共振生物传感器。该方法具有快速、简便、准确等特点，便于临床应用中贝伐单抗的个体化、精确化用药。鉴于SPR生物传感器的这些优点，通过药物的抗原−抗体相互作用原理，该方法也可为其他治疗性抗体药物的TDM提供了一个新的分析平台。
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生物膜干涉技术（bio-layer interferometry，BLI）是一种无标记、实时监测生物分子相互作用的分析技术，可动态捕捉分子结合与解离全过程并解析动力学及亲和力参数[33]。该技术依托光纤传感膜的光干涉效应建立检测体系，无需荧光、酶等标记物即可完成实时动态监测，其光谱信号偏移程度与待测物质浓度呈良好正相关。BLI兼具操作简便、检测通量高等优势，还可直接应用于全血样本分析，已可实现卡马西平等药物及血糖指标的床旁快速检测，检测结果与超高效液相色谱法具有良好一致性，能够充分满足临床现场化TDM的应用需求。
Bian等[34]基于生物膜干涉技术构建光纤生物传感器（FO-BLI），实现癫痫患者全血中卡马西平的现场快速定量检测，该方法可自动化、高通量运行，有效解决小分子药物在BLI检测中信号微弱的问题（图5）。研究采用含270 mmol/L 氯化钠缓冲液优化样本基质环境，结合血清与全血梯度稀释方案，显著提升方法选择性与特异性，大幅降低生物基质带来的检测干扰。该方法整体检测时长仅7.5 min，检出限可达10 ng/ml，定量下限为50 ng/ml，线性范围可完整覆盖卡马西平临床有效治疗血药浓度区间，且批内精密度良好，检测结果与超高效液相色谱法测定值相关性良好，各项分析性能均符合临床TDM技术规范，可直接应用于全血样本中卡马西平的精准定量分析。
2.1. 免疫分析法
2.2. 液相色谱-质谱联用技术
2.3. 光谱分析法
2.4. 生物分子相互作用技术
2.4.1. 表面等离子共振技术
2.4.2. 生物膜干涉技术
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TDM是推动精准医疗和个体化治疗的重要工具，已在多个高风险药物领域广泛应用。从免疫抑制药物、抗生素到抗肿瘤药物等，TDM不仅可提高疗效、减少不良反应，还能通过优化给药策略提升医疗资源利用效率。随着TDM技术的不断发展，从传统的免疫分析法到现代色谱-质谱联用技术，再到新兴的SPR、BLI等无标记检测方法，不同药物类别得以实现更精准、个性化的监测。未来，技术选择应更加注重与药物特性、临床场景的匹配，推动TDM从“方法驱动”向“临床需求驱动”转变。随着技术的进一步发展和临床应用的不断拓展，TDM 必将在更多药物种类和特殊人群的用药监测中发挥更大的作用，推动个体化医疗模式的深入发展，为患者的治疗安全和疗效提升提供更有力的支持。
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