翟文婭,向 平,喬 正,黨永輝,施 妍
(1.司法鑒定科學(xué)研究院 上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)司法部司法鑒定重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200063;2.西安交通大學(xué) 法醫(yī)學(xué)院,陜西 西安710061)
苯乙胺類(Phenethylamines)是最常見的新精神活性物質(zhì)(New Psychoactive Substances,NPS)種類之一,是在苯乙胺的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行修飾,并與苯乙胺作用相類似的一類物質(zhì),具有興奮與致幻的雙重作用。這類物質(zhì)的衍生物種類繁多,濫用形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,嚴(yán)重威脅個(gè)體健康和公共安全。根據(jù)2017年United Nations Office on Drugs and Crime發(fā)布的World Drug Report,苯乙胺類新精神活性物質(zhì)已成為繼合成大麻素和合成卡西酮類之后的第三大合成類毒品。
麥司卡林(Mescaline)是苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的原型,又名三甲氧苯乙胺,于19世紀(jì)末期由化學(xué)家Arthur Heffter首次從仙人掌中分離出來的具有致幻作用的物質(zhì)。隨后,研究學(xué)者于20世紀(jì)中期對(duì)麥司卡林的結(jié)構(gòu)改造活動(dòng)逐漸活躍起來,涌現(xiàn)了大量具有苯乙胺母核結(jié)構(gòu)的致幻劑。具有致幻性的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)主要與5-羥色胺(Serotonin,5-HT)受體相互作用,尤其對(duì)5-HT2A受體的親和力最高。除此之外,5-HT還與腎上腺素能、多巴胺能和組胺能受體等其他單胺能靶點(diǎn)相互作用,但作用力相對(duì)較弱。由于苯乙胺類新精神活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)靈活多變,其危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)類型的毒品,如N-(2-甲氧基芐基)-2-(2,5-二甲氧基-4-碘苯基)乙胺[2-(4-Iodo-2,5-dimethoxyphenyl)-N-(2-methoxybenzyl)ethanamine,25I-NBOMe]在毫克水平以下就具有強(qiáng)效活性,且致幻效果僅次于麥角酸二乙基酰胺(Lysergic Acid Diethylamide,LSD),不良反應(yīng)與其他經(jīng)典迷幻藥物相比亦更多。低劑量攝入苯乙胺類新精神活性物質(zhì)后主要產(chǎn)生興奮作用,而高劑量攝入后則產(chǎn)生強(qiáng)烈的致幻作用。若一次大量使用,則會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)體溫過高、心動(dòng)過速、血壓上升等急性癥狀,甚至可能引發(fā)抽搐、昏迷、腦水腫、多器官功能衰竭等嚴(yán)重不良反應(yīng)。而長(zhǎng)期濫用此類物質(zhì)則會(huì)導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元發(fā)生退行性病變,使濫用者精神錯(cuò)亂,出現(xiàn)妄想和抑郁等癥狀。近年來,由于苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的濫用情況日益嚴(yán)重,由該類物質(zhì)引發(fā)的中毒及死亡案例也在不斷增多,有研究表明,在濫用NPS的臨床病例中苯乙胺類所占比 重高達(dá)28.4%。
新精神活性物質(zhì)的代謝和轉(zhuǎn)化可顯著影響其藥理和毒理活性,由于新精神活性物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為毒性、活性或非活性代謝物,對(duì)人體的影響還未可知,因此明確其代謝過程是法醫(yī)毒理學(xué)領(lǐng)域不可或缺的一部分,同時(shí)對(duì)于識(shí)別非法濫用新精神活性物質(zhì)案件中生物樣本中的原體物質(zhì)及其代謝物具有重要的作用。目前,苯乙胺類新精神活性物質(zhì)種類已達(dá)上百種,隨著其結(jié)構(gòu)的不斷演變,體內(nèi)代謝過程也發(fā)生了相應(yīng)的變化。全面認(rèn)識(shí)苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的代謝和轉(zhuǎn)化過程,對(duì)此類物質(zhì)的濫用監(jiān)測(cè)和分析檢測(cè)具有關(guān)鍵性的作用。因此,本文針對(duì)苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分類及其相關(guān)的代謝模型、代謝物分析方法、代謝產(chǎn)物鑒定等方面進(jìn)行綜述,以期為新型苯乙胺類物質(zhì)的毒理學(xué)研究評(píng)價(jià)及司法實(shí)踐活動(dòng)中此類物質(zhì)的鑒定分析提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),苯乙胺類物質(zhì)大致分為二甲氧基苯乙胺類衍生物和苯丙胺類衍生物兩大類。二甲氧基苯乙胺類衍生物具有苯乙胺骨架結(jié)構(gòu),在苯環(huán)的2位和5位包含2個(gè)甲氧基,又被稱為2C系列化合物。根據(jù)苯環(huán)上4位取代基的不同,2C系列化合物可分為鹵素取代、烷基取代、烷基硫基取代及其他取代。20世紀(jì)70年代,美國(guó)著名化學(xué)家Alexander Shulgin通過對(duì)麥司卡林進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,合成了2,5-二甲氧基-4-溴苯乙胺(4-Bromo-2,5-dimethoxyphenethylamine,2C-B),這是最早合成的2C系列化合物。苯丙胺類衍生物是以苯丙胺為基本骨架、苯環(huán)或側(cè)鏈有取代基的一類化合物,如2-氟苯丙胺[1-(2-fluorophenyl)propan-2-amine,2-FA],4-氟甲基苯丙胺[N-Methyl-1-(4-fluorophenyl)propan-2-amine,4-FMA],6-氯-3,4-亞甲二氧基甲基苯丙胺[N-Methyl-(6-chloro-3,4-methylenedioxyphenyl)propan-2-amine,6-Cl-MDMA]等。當(dāng)取代基位于苯環(huán)上時(shí)具有較強(qiáng)的致幻作用,而當(dāng)取代基位于側(cè)鏈時(shí)則具有較強(qiáng)的神經(jīng)興奮作用。
除了2C系列化合物和苯丙胺類衍生物外,苯乙胺類新精神活性物質(zhì)還包括其他類化合物,如2,5-二甲氧基苯丙胺(DOX)類的1-(2,5-二甲氧基-4-氯苯基)-2-丙胺[1-(4-Chloro-2,5-dimethoxyphenyl)propan-2-amine,DOC],N-芐基取代的NBOMe、NBOH和NBF衍生物,以及包括苯并二呋喃核的2CFLY系列藥物,如2-(4-溴-2,3,6,7-四氫呋喃[2,3-f][1]8-苯并呋喃基)乙胺[2-(4-bromo-2,3,6,7-tetrahydrofuro[2,3-f][1]benzofuran-8-yl)ethanamine,2C-BFLY],而這些化合物在本質(zhì)上也屬于2C系列化合物和苯丙胺類化合物的延伸。
在法醫(yī)學(xué)和臨床毒理學(xué)領(lǐng)域,通常采用體外代謝模型和體內(nèi)代謝模型來研究藥物的代謝。在體外代謝研究中,最常使用的酶制劑是肝微粒體(Liver Microsomes),其可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)代謝物質(zhì)進(jìn)行估計(jì)。在體內(nèi)代謝研究中,由于道德倫理的原因不能在人體內(nèi)進(jìn)行受控的新精神活性物質(zhì)的代謝研究,因此在體內(nèi)的代謝通常使用大鼠進(jìn)行研究。
2.1.1 肝微粒體模型
肝臟是藥物代謝及生物轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)所,其中肝微粒體是促進(jìn)藥物生物轉(zhuǎn)化的主要部分。肝微粒體是肝細(xì)胞除去線粒體細(xì)胞器及破碎的細(xì)胞膜后得到的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片,內(nèi)含多種與代謝相關(guān)的酶,包括細(xì)胞色素P450(cytochromeP450,CYP450)酶系統(tǒng)、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(Uridine Diphosphoglucuronosyl Transferases,UGTs)和酯酶等。肝微粒體代謝模型常被用于苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的體外代謝研究,BOUMRAH等采用人肝微粒體(Human Liver Microsomes,HLMs)模型和超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)對(duì)25B-NBOMe的代謝物進(jìn)行預(yù)測(cè),共鑒定出21種代謝物,包括12種CYP代謝物和9種UGT代謝物,主要發(fā)生的代謝反應(yīng)為O-脫甲基化、羥基化、N-脫烷基化和葡萄糖醛酸化,且這些代謝物與Metabolynx代謝軟件所預(yù)測(cè)的代謝物結(jié)果一致。POKLIS等利用小鼠肝微粒體模型對(duì)25I-NBOMe的代謝方式進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè),共檢測(cè)出8種Ⅰ相代謝產(chǎn)物和7種Ⅱ相代謝產(chǎn)物,同時(shí)對(duì)2例25I-NBOMe中毒患者的尿液進(jìn)行分析驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)2位O-脫甲基化的代謝產(chǎn)物在小鼠肝微粒體和人體尿液中響應(yīng)極強(qiáng),并推薦將其作為25I-NBOMe的主要生物標(biāo)志物。
肝微粒體體外代謝模型現(xiàn)已成為預(yù)測(cè)藥物體內(nèi)代謝途徑的熱門模型,具有快速簡(jiǎn)便、不需消耗大量樣品和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、可排除體內(nèi)諸多干擾因素的優(yōu)點(diǎn),且代謝轉(zhuǎn)化率較高。有研究表明,藥物在肝微粒體中的生物轉(zhuǎn)化率均高于在人體和原代肝細(xì)胞中的生物轉(zhuǎn)化率。利用肝微粒體進(jìn)行苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的體外代謝研究,可排除體內(nèi)代謝的各種影響因素,客觀地反映藥物代謝的相互作用,并在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)新出現(xiàn)的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)作出初步的代謝情況判斷。
2.1.2 人肝細(xì)胞模型
肝臟由肝細(xì)胞組成,從肝臟中可分離得到形態(tài)完整、體外代謝活性高的肝細(xì)胞。在藥物代謝研究中,與其他體外代謝實(shí)驗(yàn)?zāi)P拖啾?,肝?xì)胞的行為通常更接近肝臟,具有完整的、連續(xù)的、生理水平的所有酶和輔助因子,可代表一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)發(fā)揮生物轉(zhuǎn)化的作用。人肝細(xì)胞被認(rèn)為與真實(shí)的體內(nèi)代謝有最好的相關(guān)性,且其在測(cè)定取代苯乙胺的代謝方面表現(xiàn)出較好的功能性。KIM等通過人肝細(xì)胞模型模擬了2C-B的N-氟芐基取代物2-(4-溴-2,5-二甲氧基)-N-(2-氟芐基)乙胺[2-(4-bromo-2,5-dimethoxyphenyl)-N-(2-fluorobenzyl)ethanamine,25B-NBF]在人體內(nèi)的代謝情況,采用液相色譜-高分辨質(zhì)譜進(jìn)行分析后得到了多達(dá)33種代謝物,其中經(jīng)人肝細(xì)胞孵育后的主要代謝產(chǎn)物是2C-B,此外還有羥基化、O-脫甲基化、雙O-脫甲基化、半胱氨酸結(jié)合、葡萄糖醛酸化、硫酸化和乙?;却x物。WOHLFARTH等利用人肝細(xì)胞模型研究了NBOMe系列化合物中的25C-NBOMe和25I-NBOMe的體外代謝,在該研究中,25C-NBOMe和25I-NBOMe分別鑒定出21種代謝物和14種代謝物,其代謝途徑相似,主要通過O-脫甲基化、雙O-去甲基化和羥基化反應(yīng)進(jìn)行代謝,結(jié)果可與小鼠和人體尿液中的代謝產(chǎn)物較好的匹配。此外,還發(fā)現(xiàn)5位O-脫甲基化代謝物占主導(dǎo)地位,這與POKLIS等的研究中2位O-脫甲基化代謝物在小鼠肝微粒體和人體尿液中的濃度最高不一致,這可能是由于個(gè)體差異性以及樣本數(shù)量較少而造成的結(jié)果。
人肝細(xì)胞在體外代謝模型中被認(rèn)為是識(shí)別發(fā)生在人體中的個(gè)體生物轉(zhuǎn)化的金標(biāo)準(zhǔn),相對(duì)于肝微粒體而言,能夠更系統(tǒng)準(zhǔn)確地反映藥物在人體內(nèi)的代謝情況,且目前肝細(xì)胞冷凍保存技術(shù)已成熟,是研究苯乙胺類新精神活性物質(zhì)在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的理想模型。但該模型在實(shí)驗(yàn)中存在一定的局限性,如冷凍保存的肝細(xì)胞在解凍過程中由于細(xì)胞溶解而有一定的損失,其附著率也會(huì)降低,進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.2.1 大鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)P?/p>
動(dòng)物體內(nèi)代謝實(shí)驗(yàn)直接以活體動(dòng)物為研究載體,經(jīng)歷了藥物從吸收、分布到代謝、排泄的完整過程,常被用于研究藥物在體內(nèi)的藥效學(xué)作用和藥代動(dòng)力學(xué),研究結(jié)果更接近于人體內(nèi)的真實(shí)情況。體內(nèi)代謝模型常采用大鼠作為研究對(duì)象,但由于物種差異,其體內(nèi)代謝模式與人體之間也會(huì)存在一定的差別。如CASPAR等通過LC-HR-MS/MS發(fā)現(xiàn)25I-NBOMe在大鼠和人體內(nèi)的代謝途徑并不完全一致,主要發(fā)生的反應(yīng)為O-脫甲基化、雙O-脫甲基化、羥基化以及葡萄糖醛酸化和硫酸化,其中單羥基化代謝物有5種,但僅有一種代謝物同時(shí)出現(xiàn)在大鼠和人體中,這可能是由于兩者在代謝酶組成以及代謝速率方面具有一定的差異所造成的。THEOBALD等對(duì)2C-E在大鼠體內(nèi)的代謝情況進(jìn)行研究,大鼠尿液經(jīng)葡萄糖醛酸酶、芳香基硫酸酯酶水解和衍生化處理后,利用氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)分析共得到33種Ⅰ相、Ⅱ相代謝物,其主要的代謝途徑包括O-脫甲基化、N-乙酰化、乙基側(cè)鏈羥基化、脫氨基還原成相應(yīng)的醇或氧化成相應(yīng)的酸。
大鼠體內(nèi)代謝模型為現(xiàn)有的代謝數(shù)據(jù)提供了額外的數(shù)據(jù)支撐,可得到極為豐富的代謝物數(shù)據(jù),為苯乙胺類新精神活性物質(zhì)在人體內(nèi)的代謝提供參考標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),在研究大鼠體內(nèi)代謝時(shí)還可觀察到化合物對(duì)其行為和狀態(tài)的影響,從側(cè)面反映出苯乙胺類物質(zhì)是否對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生生理作用影響。
2.2.2 秀麗隱肝線蟲模型
秀麗隱肝線蟲(Cunninghamella elegans,C.elegans)是一種新型的體內(nèi)代謝模型,具有大多數(shù)Ⅰ相代謝和Ⅱ相代謝所需的酶,能夠促進(jìn)羥基化、羧酸化、N-脫烷基化、葡萄糖醛酸化和硫酸化等反應(yīng),與人體代謝有極高的相似性。目前,采用秀麗隱肝線蟲進(jìn)行苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的體內(nèi)代謝研究較少,根據(jù)GRAFINGER等報(bào)道在該微生物模型中共檢測(cè)到14種25D-NBOMeⅠ相代謝物、11種25E-NBOMeⅠ相代謝物和9種25N-NBOMeⅠ相代謝物,主要的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括氧化脫氨、氧化N-脫烷基化與羥基化結(jié)合、氧化O-脫甲基化與羥基化結(jié)合、仲醇氧化以及單羥基化和雙羥基化,這些反應(yīng)也被證實(shí)同樣發(fā)生在HLM中,并通過液相色譜-高分辨串聯(lián)質(zhì)譜(Liquid Chromatography High Resolution Tandem Mass Spectrometry,LC-HRMS/MS)分析發(fā)現(xiàn)這3種化合物的代謝途徑基本相似,并首次在秀麗隱肝線蟲模型中鑒定出了25X-NBOMe類化合物的N-氧化物和羥胺代謝物,進(jìn)一步補(bǔ)充了25X-NBOMe類化合物的代謝方式和特征。
微生物模型具有成本低、操作簡(jiǎn)單、放大能力強(qiáng)、可進(jìn)一步減少動(dòng)物使用量等優(yōu)點(diǎn),且秀麗隱肝線蟲的培養(yǎng)較為簡(jiǎn)單,所需空間小可同時(shí)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn),壽命和世代時(shí)間也較短,有利于縮短實(shí)驗(yàn)周期,是評(píng)估苯乙胺類新精神活性物質(zhì)體內(nèi)代謝的潛力模型。目前,尚未見苯乙胺類新精神活性物質(zhì)中其他化合物在秀麗隱肝線蟲模型中的代謝報(bào)道,該類模型中的代謝物在真實(shí)人體尿液中的驗(yàn)證仍是空白。因此,未來可對(duì)秀麗隱肝線蟲模型進(jìn)行更多化合物的體內(nèi)代謝研究,并與人體尿液中的代謝物進(jìn)行對(duì)比分析,以提供更為可靠的代謝標(biāo)志物。
體內(nèi)外代謝模型可成功預(yù)測(cè)苯乙胺類新精神活性物質(zhì)在人體內(nèi)的代謝情況,獲得豐富的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)。在體外代謝中,肝微粒體模型的應(yīng)用日益廣泛,不同于肝細(xì)胞需要專業(yè)的培養(yǎng)技術(shù),其操作簡(jiǎn)便,且生物轉(zhuǎn)化率也比原代肝細(xì)胞高。體外代謝研究可迅速解決新型的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)物質(zhì)的代謝問題,但無法客觀反映人體內(nèi)的代謝情況。而體內(nèi)代謝研究雖然較體外研究可能成本更高、耗時(shí)更長(zhǎng),但可以更接近真實(shí)的人體內(nèi)代謝情況。用于研究苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的體內(nèi)代謝模型多為大鼠,該模型能夠進(jìn)行可控的代謝實(shí)驗(yàn),提供苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的代謝標(biāo)志物,但由于物種差異性,最終結(jié)果可能與人體真實(shí)的代謝存在一定的差別。上述體內(nèi)外代謝模型各具優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),這就要求研究人員根據(jù)其代謝理論知識(shí)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件合理選擇代謝模型,各模型間相互支持和補(bǔ)充,以完善苯乙胺類新精神活性物質(zhì)在人體內(nèi)的代謝數(shù)據(jù)。
常見的用于苯乙胺類新精神活性物質(zhì)代謝物的分析方法主要是氣相色譜-質(zhì)譜法(Gas Chromatography Mass Spectrometry,GC-MS)和液相色譜-高分辨質(zhì)譜法(Liquid Chromatography High Resolution Mass Spectrometry,LC-HRMS),兩者均可對(duì)提取物中的目標(biāo)化合物進(jìn)行定性及定量分析,為代謝物的鑒定提供豐富信息。但由于GC-MS的檢測(cè)靈敏度相對(duì)較低,且應(yīng)用范圍有限,近年來LC-HRMS已成為表征苯乙胺類新精神活性物質(zhì)及其代謝物結(jié)構(gòu)的首選方法。
GC-MS具有氣相色譜的高分離能力和質(zhì)譜的高鑒別能力,且包含集成的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù),是分析和確證生物樣品中代謝產(chǎn)物的有力工具。GC-MS大多使用氦氣作為載氣,程序升溫分離具有揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性較佳的物質(zhì),而對(duì)于極性較強(qiáng)、不易揮發(fā)的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)則通常需要衍生化處理后再進(jìn)行分析。KANAMORI等采用GC-MS對(duì)2C-I和2C-B的代謝情況進(jìn)行了系統(tǒng)研究,對(duì)2C-I代謝物進(jìn)行了戊?;苌幚恚⑼ㄟ^合成代謝物與大鼠尿液中的代謝物在GC-MS中的保留時(shí)間和質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)比,確定了2C-I在大鼠體內(nèi)經(jīng)歷了O-去甲基化、N-乙?;?、脫氨基后氧化成相應(yīng)的羧酸的代謝途徑;而對(duì)大鼠肝細(xì)胞中2C-B及代謝物進(jìn)行正丁酰衍生化處理后,經(jīng)GC-MS鑒定分析,結(jié)果表明2位O-脫甲基化2C-B和羧酸衍生物是2C-B在大鼠肝細(xì)胞培養(yǎng)中的主要代謝物。
目前,LC-HRMS是代謝物鑒定工作中最常用的強(qiáng)有力手段,該方法不受GC-MS中樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制,具有更高的靈敏度和穩(wěn)定性,且適用范圍更廣泛。HRMS進(jìn)行質(zhì)量的精確測(cè)量,可同時(shí)采集多個(gè)組分的一級(jí)質(zhì)譜和二級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù),并預(yù)測(cè)其元素組成,為代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)推斷提供可靠的數(shù)據(jù)信息。苯乙胺類新精神活性物質(zhì)代謝物HRMS鑒定方法中使用較多的是靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜(Orbitrap-MS)和飛行時(shí)間質(zhì)譜(TOF-MS),且大多數(shù)與離子阱或四級(jí)桿相串聯(lián)以提高其性能。
CASPAR等采用LC-HRMS對(duì)25B-NBOMe和25C-NBOMe代謝物進(jìn)行了鑒定分析,在人體和大鼠體內(nèi)代謝模型中共得到66種25B-NBOMe代謝物和69種25C-NBOMe代謝物,2種NBOMe衍生物主要通過O-脫甲基化、雙O-脫甲基化、羥基化、葡萄糖醛酸化和硫酸化進(jìn)行代謝,與先前研究25I-NBOMe在人體和大鼠體內(nèi)的代謝途徑相一致。WAGMANN等通過LC-HRMS/MS對(duì)2C-EFly、2C-EF-Fly和2C-T-7-Fly在大鼠尿液及人肝S9組分中的代謝物進(jìn)行分析,采用TF Accucore Phenyl Hexyl色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.6μm)進(jìn)行分離,流動(dòng)相A為含0.1%(體積分?jǐn)?shù),下同)甲酸的甲酸銨水溶液,流動(dòng)相B為含0.1%甲酸和1%水的乙晴/甲醇(50∶50,體積分?jǐn)?shù))溶液,共初步鑒定出32種代謝物,主要代謝步驟包括羥基化和N-乙?;?。表1總結(jié)了不同代謝模型中苯乙胺類新精神活性物質(zhì)代謝產(chǎn)物的分析方法。
表1 苯乙胺類新精神活性物質(zhì)代謝物的分析方法
續(xù)表1
藥物的代謝反應(yīng)通常分為Ⅰ相代謝反應(yīng)(包括氧化、還原、水解反應(yīng)等)和Ⅱ相代謝反應(yīng)(葡萄糖醛酸結(jié)合、硫酸結(jié)合、甘氨酸結(jié)合等),經(jīng)過這兩個(gè)階段后,藥物被代謝為水溶性較高的物質(zhì)并排出體外。目前,已研究的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)所發(fā)生的代謝反應(yīng)主要為O-去甲基化、N-乙酰基化、脫氨基成醛后進(jìn)一步被氧化成酸或被還原為相應(yīng)的醇,參與代謝的酶主要包括細(xì)胞色素P450酶(cytochrome P450 enzyme,CYP)和單胺氧化酶(Monoamine Oxidase,MAO)。圖1總結(jié)了常見的2C系列化合物和苯丙胺類衍生物的代謝途徑。
圖1常見的2C系列化合物和苯丙胺類衍生物的代謝途徑
2C系列化合物的代謝反應(yīng)主要包括苯環(huán)上2位或5位甲氧基的O-脫甲基化,N-乙?;蛎摪被磻?yīng)后氧化成醛,再氧化成相應(yīng)的羧酸或還原成相應(yīng)的醇。在大鼠和小鼠的體內(nèi)代謝研究中還發(fā)現(xiàn)了側(cè)鏈羥基化的反應(yīng),如THEOBALD等研究2C-D和2C-I在大鼠體內(nèi)的代謝過程時(shí)發(fā)現(xiàn)這2種物質(zhì)側(cè)鏈處均有被羥基化的現(xiàn)象。在2C-T-2或2C-T-7等含硫的2C化合物中也會(huì)發(fā)生磺化或亞磺化反應(yīng)。II相代謝反應(yīng)為部分葡萄糖醛酸化或硫酸化和N-乙?;唧w的代謝途徑見圖1(a)。其中,MAO-A和MAO-B是參與脫氨反應(yīng)的主要代謝酶,對(duì)于2C-D、2C-E、2C-T-2和2C-T-7,CYP2D6也有參與,但參與程度較小。
CARMO等研究了2C-B在小鼠體內(nèi)的代謝情況,發(fā)現(xiàn)在小鼠尿液中的主要代謝物是4-溴-2,5-二甲氧基苯乙酸。氧化脫氨生成苯乙酸代謝物和2-(4-溴-2,5-二甲氧基苯基)乙醇可能是2C-B代謝的最重要途徑,這與麥司卡林的主要代謝途徑相一致。除此之外,該研究者還發(fā)現(xiàn)在小鼠動(dòng)物模型中除了先前在人和大鼠中的氧化脫氨和去甲基化代謝途徑外,苯乙酸代謝物的β-羥基化以及與甘氨酸的偶聯(lián)產(chǎn)物也都發(fā)生在小鼠體內(nèi),也進(jìn)一步補(bǔ)充了2C-B的代謝信息。2C-T-2在大鼠體內(nèi)主要有4種代謝產(chǎn)物,代謝途徑與2C-B相類似。第一種途徑是2C-T-2通過脫氨基形成醛代謝物,隨后被還原或氧化為相應(yīng)的醇和羧酸代謝物;第二種途徑是2C-T-2形成2-(2-氨基-乙基)-5-乙硫基-4-甲氧基苯酚和5-(2-氨基-乙基)-2-乙硫基-4-甲氧基苯酚,隨后氨基乙?;勺罱K代謝物1-乙酰氨基-2-(2-羥基-4-乙硫基-5-甲氧基苯基)-乙烷[1-acetoamino-2-(2-hydroxy-4-ethylthio-5-methoxyphenyl)-ethane]和1-乙酰氨基-2-(2-甲氧基-4-乙基磺胺基-5-羥基苯基)-乙烷[1-acetoamino-2-(2-methoxy-4-ethylsulfanyl-5-hydroxyphenyl)-ethane]。
20世紀(jì)60年代已有研究表明,苯丙胺及苯丙胺類似物在人體內(nèi)基本以羥基化的苯丙胺即苯丙醇胺(Phenylpropanolamine,PPA)氧化脫氨為苯丙酮后再氧化成苯甲酸為代謝途徑。而甲基苯丙胺的結(jié)構(gòu)類似物以及1-(2-噻吩基)-N-甲基-2-丙胺[N-Methyl-1-(thiophen-2-yl)propan-2-amine,MPA]在人體內(nèi)的代謝主要是N-脫甲基和β-羥基化產(chǎn)物。苯丙胺類衍生物的I相代謝產(chǎn)物可進(jìn)一步與葡萄糖醛酸或硫酸鹽結(jié)合后隨尿液排出體外,常見的代謝反應(yīng)見圖1(b)。由于苯丙胺類衍生物取代基位置及種類的不同,在代謝過程中CYP酶所發(fā)揮的作用也不一樣,在體外代謝實(shí)驗(yàn)中已證實(shí)CYP2D6與對(duì)甲氧基苯丙胺(p-Methoxyamphetamine,PMA)和 對(duì) 甲 氧 基 甲 基 苯丙 胺(p-methoxymethamphetamine,PMMA)的O-脫甲基化有關(guān),除此之外,該酶還可催化甲基苯丙胺及其類似物的N-脫甲基化反應(yīng)。
與傳統(tǒng)苯丙胺類衍生物結(jié)構(gòu)不同的呋喃類苯丙胺衍生物所發(fā)生的代謝反應(yīng)主要在呋喃環(huán)上。WELTER等通過GC-MS和LC-HR-MS對(duì)大鼠尿液中的1-(5-苯并呋喃基)-2-丙胺[1-(benzofuran-5-yl)propan-2-amine,5-APB]、1-(5-苯并呋喃基)-N-甲基-2-丙胺[N-Methyl-1-(benzofuran-5-yl)propan-2-amine,5-MAPB]及其位置異構(gòu)體1-(6-苯 并 呋 喃 基)-2-丙 胺[1-(benzofuran-6-yl)propan-2-amine,6-APB]、1-(6-苯并呋喃基)-N-甲基-2-丙胺[N-Methyl-1-(benzofuran-6-yl)propan-2-amine,6-MAPB]的代謝物進(jìn)行鑒定,研究發(fā)現(xiàn)5-APB上的呋喃開環(huán)后氧化生成相應(yīng)的羧酸,主要代謝產(chǎn)物為3-羧甲基-4-羥基苯丙胺,5-MAPB的主要代謝物為5-APB(N-去甲基代謝產(chǎn)物)和3-羧甲基-4-羥基甲基苯丙胺,而6-APB和6-MAPB的代謝經(jīng)歷了同樣的變化,6-APB主要代謝為4-羧甲基-3-羥基苯丙胺,6-MAPB主要代謝為6-APB(N-去甲基代謝物)和4-羧甲基-3-羥基甲基苯丙胺。其中,參與5-MAPB和6-MAPB中N-去甲基化反應(yīng)的CYP同工酶主要是CYP1A2、CYP2D6。
DOX系列化合物具有苯丙胺主鏈結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)上也與2C系列化合物相似,其主要代謝方式和途徑可參考圖1。DOX化合物根據(jù)4位取代基的不同,代謝產(chǎn)物稍有不同。在大鼠尿液中氯代和碘代的2,5-二甲氧基苯丙胺主要發(fā)生甲氧基的O-脫甲基化反應(yīng),甲基取代的2,5-二甲氧基苯丙胺類似物通過氧化脫氨和脂肪族羥基化代謝,而溴代的2,5-二甲氧基甲基苯丙胺衍生物則通過上述反應(yīng)的組合被廣泛代謝,這可能是由于取代基的不同影響了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。部分代謝物以葡萄糖醛酸化或硫酸化結(jié)合物的形式排泄出來。在體外代謝的酶動(dòng)力學(xué)研究中發(fā)現(xiàn),只有少量的代謝物形成,CYP2D6參與了DOX化合物主要代謝物的形成。目前,人體內(nèi)代謝研究相關(guān)報(bào)道較少,在BERáNKOVá等的研究中檢測(cè)到中毒者尿液中的DOB代謝物主要是2-O-和5-O-脫甲基化代謝物。的整類列管,衍生性極強(qiáng)的苯乙胺類新精神活性物質(zhì)或?qū)⒏臃簽E,形勢(shì)更加嚴(yán)峻,給公眾的健康和安全帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn)。由于新出現(xiàn)的苯乙胺類物質(zhì)種類繁多,結(jié)構(gòu)多變,不同苯乙胺類物質(zhì)的體內(nèi)代謝與其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,因此,本文根據(jù)苯乙胺類新精神活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分類系統(tǒng)研究了該類物質(zhì)的相關(guān)代謝模型、代謝物分析方法、代謝物鑒定等方面,以期為新出現(xiàn)的苯乙胺類物質(zhì)的代謝預(yù)測(cè)提供依據(jù)。
目前,關(guān)于N-芐基取代的NBOMe衍生物的代謝研究逐漸增多,該類物質(zhì)發(fā)生的主要代謝反應(yīng)包括O-脫甲基化和羥基化反應(yīng)。NBOMe類化合物作為2C系列的衍生物,其代謝途徑大多與2C系列化合物相類似,具體可參考圖1(a)。在此基礎(chǔ)上,NBOMe衍生物還較容易發(fā)生N-脫芐基化和羥基化反應(yīng),且羥基化位點(diǎn)優(yōu)先發(fā)生在NBOMe環(huán)上。根據(jù)GRAFINGER等的報(bào)道,NBOMe類化合物上的N還可與羥基結(jié)合生成羥胺和氮氧化物代謝物,這在其他苯乙胺類物質(zhì)的代謝中暫未發(fā)現(xiàn)。NBOMe衍生物的代謝反應(yīng)主要由CYP1A1、CYP1A2、CYP2B6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2J2、CYP3A4和UGT2B7酶進(jìn)行催化。
3,4-亞甲基二氧基苯乙胺類包括傳統(tǒng)的合成藥物3,4-亞甲基二氧甲基苯丙胺(3,4-methylenedioxy-n-methylamphetamine,MDMA)及其結(jié)構(gòu)類似物。這類化合物通過脫甲基化生成二羥基衍生物,其中一個(gè)羥基可發(fā)生O-甲基化,然后通過N-脫烷基和氧化脫氨生成脫氨基代謝物,其中羥基化代謝物在尿液中可以葡萄糖醛酸和硫酸鹽結(jié)合物的形式排出。除此之外,MDMA、3,4-亞甲基二氧基苯丙胺(MDA)和3,4-亞甲基二氧基-N-乙基苯丙胺(MDE)還可與甘氨酸偶聯(lián)。在代謝過程中,CYP450同工酶能夠催化去甲基化和N-脫烷基反應(yīng),包括CYP1A2、CYP2B6、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4。
目前,各類新精神活性物質(zhì)層出不窮,給禁毒和鑒定工作帶來新的挑戰(zhàn)。隨著合成大麻素類物質(zhì)