囊性纤维化（CF）是一种由CFTR基因突变引起的遗传性疾病，其特征是细胞膜上氯离子（Cl⁻）转运功能受损，导致汗液中氯离子和钠离子浓度升高。汗液氯离子浓度的测量是CF诊断的金标准，同时也用于评估临床治疗效果和患者健康状况。传统的汗液收集方法依赖于毛果芸香碱诱导的汗液收集和氯化物测定，但这种方法操作繁琐，难以在远程或重复测量中应用。近年来，可穿戴微流控汗液贴片（CF Patch）的出现为远程监测汗液生物标志物提供了新的可能性。这种技术通过智能手机图像处理平台实现实时测量汗液流失率和氯化钠浓度，具有便携性和非侵入性的优势。本研究旨在验证CF Patch在CF患者和健康志愿者中的准确性，并探索其在远程管理中的潜力。

研究团队设计了一项前瞻性单中心可行性研究，招募了20名CF患者和7名健康志愿者。研究分为两部分：实验室测试和远程测试。

图1. CF Patch示意图，显示患者在跑步机上运动时佩戴在手臂内侧的汗液传感器

在实验室测试中，参与者首先通过毛果芸香碱诱导汗液收集，使用传统的Macroduct汗液收集系统（MSCS）和氯化物测定仪进行分析，同时使用CF Patch进行比色分析。

图2. 每种汗液收集类型的样本量流程图

随后，参与者进行心肺运动测试（CPET），并在恒定功率运动期间使用CF Patch收集汗液。在远程测试部分，参与者在14天内完成5次自主选择的运动，每次运动时佩戴CF Patch，并通过智能手机应用程序拍摄汗液贴片图像，传输给研究团队进行分析。

图3. 毛果芸香碱诱导的CF Patch汗液氯离子浓度与MSCS氯化物测定的相关性

CF Patch的设计采用多层柔性聚合物材料，内置微流控通道和比色分析区域，能够实时测量汗液体积和氯离子浓度。图像分析通过智能手机应用程序完成，利用颜色参考标记校正环境光照影响，确保数据准确性。

图4. 运动诱导的CF Patch汗液氯离子浓度与毛果芸香碱诱导的CF Patch汗液氯离子浓度的相关性

结果显示，CF Patch与传统的MSCS氯化物测定法在测量汗液氯离子浓度时表现出强相关性（r=0.90，P<0.0001），且无系统性偏差。

图5. 运动诱导的CF Patch汗液氯离子浓度与毛果芸香碱诱导的氯化物测定汗液氯离子浓度的相关性

此外，毛果芸香碱诱导和运动诱导的汗液氯离子浓度在CF Patch中也具有高度相关性（r=0.79，P<0.0001），表明运动可以作为汗液诱导的有效替代方法。在远程测试中，健康志愿者的远程运动汗液氯离子浓度与实验室测量结果高度一致（r=0.91，P=0.004），而CF患者的相关性较弱（r=0.59，P=0.02）。

图6. 远程运动诱导的CF Patch汗液氯离子浓度与实验室运动诱导的CF Patch汗液氯离子浓度的相关性

进一步分析发现，CF患者的汗液氯离子浓度在连续测量中表现出更大的个体内变异性，平均标准差为23.4 mmol/L，显著高于健康志愿者的14.1 mmol/L（P=0.03）。这种变异性可能与CFTR调节剂的使用有关，但具体机制仍需进一步研究。

图7. CF患者与健康志愿者在连续汗液氯离子浓度测量中的变异性比较

本研究的结论表明，CF Patch作为一种可穿戴微流控汗液贴片，能够准确测量汗液氯离子浓度，并与传统金标准方法具有高度一致性。它不仅适用于实验室环境，还能在远程设置中实现汗液生物标志物的连续监测。尽管CF Patch不能替代毛果芸香碱氯化物测定法用于CF诊断，但其在评估CFTR调节剂疗效、患者依从性和药物动力学变异性方面具有重要潜力。此外，研究还揭示了CF患者汗液氯离子浓度的显著变异性，提示单次临床测量可能不足以全面评估治疗效果。未来，CF Patch有望成为个性化治疗策略和远程疾病管理的有效工具，为CF患者提供更便捷、实时的健康监测手段。

原始出处：

Nelson, R. S., et al. (2025). Remote analysis and management of sweat biomarkers using a wearable microfluidic sticker in adult cystic fibrosis patients. PNAS, 122(33), e2506137122.

Tags： PNAS：利用可穿戴微流控贴片远程分析和管理成人囊性纤维化患者的汗液生物标志物