李楠,李鋒,魏佳韻,喬艷玲,3,李香豫,王優(yōu)美,3,徐鵬,3*,狄斌*
(1.中國藥科大學,江蘇 南京 210009;2.國家禁毒委員會辦公室-中國藥科大學禁毒關鍵技術聯(lián)合實驗室,北京100193;3.毒品監(jiān)測管控與禁毒關鍵技術公安部重點實驗室,公安部禁毒情報技術中心,北京100193)
色胺類物質(zhì)是一類以色胺為母核的化學物質(zhì),具有與神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)相似的化學結構和藥理作用,通過與5-HT 受體結合產(chǎn)生致幻效應,其致幻效應強烈,作用時間長,嚴重威脅吸食者健康和公共安全[1]。α-甲色胺(alpha-methyltryptamine,AMT)、5-甲氧-α-甲色胺(5-methoxy-alpha-methyltryptamine,5-MeO-AMT)和5-甲氧-N,N-二異丙色胺(5-methoxy-N,N-diisopropyl tryptamine,5-MeO-DiPT)是三種合成色胺類物質(zhì),在國內(nèi)均被列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品》,受到了嚴格管控,但在國際上,盡管AMT 已受到聯(lián)合國1971 年《精神藥物公約》的管控,但5-MeOAMT 與5-MeO-DiPT 只在部分國家受到了管控,且近幾年仍有較多濫用現(xiàn)象[1-3]。有研究認為色胺類物質(zhì)精神依賴性較低,但相關研究較為匱乏[4]。3,4-亞甲基二氧甲基苯丙胺(MDMA)是常見毒品搖頭丸的主要活性成分,具有較強的精神依賴性和致幻作用。MDMA 與5-HT 受體也具有一定親和力,而且MDMA 引起實驗動物的“搖頭”現(xiàn)象與色胺類物質(zhì)引起實驗動物的“甩頭”現(xiàn)象類似[5]。本研究通過條件性位置偏愛(Conditioned Place Preference,CPP)實驗,以MDMA 為陽性對照,對三種色胺類物質(zhì)AMT、5-MeO-AMT 和5-MeO-DiPT 的獎賞效應進行評估,并對其精神依賴性大小進行比較,現(xiàn)報道如下。
健康SPF 級ICR 雄性小鼠,體重18~22 g,由斯貝福(北京)生物技術有限公司提供,許可證號:SCXK(京)2019-0010。動物房溫度控制在20~25℃,相對濕度控制在50%~65%,12 h 明暗循環(huán)照明。實驗開始前,動物在動物房至少適應環(huán)境1~2 d,飼料與清潔水可自由攝取。對實驗動物進行的操作均符合實驗動物倫理學,遵循國家動物使用和保護委員會頒布的相關條例。
AMT、5-MeO-AMT、5-MeO-AMT、5-MeO-DiPT、MDMA 由公安部禁毒情報技術中心提供,純度均≥98%。0.9%氯化鈉注射液(生理鹽水),購自山東齊都藥業(yè)有限公司。四種化合物均采用0.9%氯化鈉注射液溶解,實驗前新鮮配制。陰性對照組給予0.9%氯化鈉注射液。
條件性位置偏愛箱(以下簡稱CPP 箱)及CPP 視頻分析系統(tǒng)(北京眾實迪創(chuàng)科技發(fā)展有限責任公司)。CPP 箱采用三室式CPP 箱(400 mm×150 mm×350 mm),箱體的材料為醫(yī)用PVC,并由兩塊活動隔板分成左、中、右三室。左右室(170 mm×150 mm×350 mm)大小相等。左室內(nèi)壁黑色,底部為圓點狀鏤空底板,右室內(nèi)壁為黑白相間的條紋,底部為圓點與條狀相間鏤空底板。高清攝像頭安裝于CPP 箱正上方以記錄小鼠的活動情況,使用Tracking Master V3.63計算機軟件記錄每個小鼠在每個隔間停留的時間。
將前篩合格的實驗小鼠按體重隨機分為5 大組:陰性對照組(生理鹽水)、MDMA 不同劑量組(分別為1 mg/kg,3 mg/kg,10 mg/kg)、AMT 不同劑量組(分別為3 mg/kg,10 mg/kg,30 mg/kg)、5-MeOAMT 不同劑量組(分別為3mg/kg、10mg/kg、30mg/kg)和5-MeO-DiPT 不同劑量組(分別為3 mg/kg、10 mg/kg、30 mg/kg)。各劑量組小鼠8~12 只,腹腔注射,固定體積給藥。
實驗前一天,將小鼠放入CPP 箱中以適應環(huán)境。正式實驗包括3個階段:前篩、給藥訓練和表達測試[6]。第1 天進行前篩:將小鼠從中間室放入CPP 箱內(nèi),使其在箱內(nèi)自由活動15 min,測定小鼠的天然偏愛傾向。將小鼠天然非偏愛側(右室)作為伴藥箱,另一側(左室)作為非伴藥箱,剔除在左右兩室中天然偏愛差異較大的小鼠(剔除標準:小鼠在左右兩室停留時間差值>120s)。將前篩合格的小鼠進行分組。第2~6 天進行給藥訓練:放入活動隔板以阻斷CPP 箱內(nèi)通道,各組小鼠每天上午腹腔給藥,立即放入伴藥箱停留45 min,下午給予生理鹽水,立即放入非伴藥箱停留45 min,陰性對照組小鼠每天上下午都給予生理鹽水,上下午給藥的時間間隔≥6 h。第7 天進行表達測試:在給藥訓練的最后一次給藥的24 h 后進行測試。表達測試當天不給藥。將活動隔板取出,將小鼠從中間室放入CPP 箱內(nèi),使其在箱內(nèi)自由活動15 min。分別記錄小鼠在伴藥箱和非伴藥箱內(nèi)停留的時間。計算CPP 分數(shù),計算公式為:CPP 分數(shù)=伴藥箱停留時間-非伴藥箱停留時間。
采用GraphPad Prism 8 軟件進行實驗數(shù)據(jù)處理,計量資料以(±SEM)表示,組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA)和Bonferroni post hoc檢驗,以P<0.05 被認為差異有統(tǒng)計學意義。
單因素方差分析顯示,不同劑量的MDMA[F(3,29)=18.36,P<0.0001]對CPP 分數(shù)有顯著性影響,CPP 分數(shù)與給藥劑量在實驗劑量范圍內(nèi)呈正相關;Bonferroni post hoc 檢驗顯示,與陰性對照組相比,MDMA 在劑量為3mg/kg 和10mg/kg 時能顯著影響CPP 分數(shù)的表達,即能使小鼠對伴藥箱產(chǎn)生顯著的位置偏愛。在一定范圍內(nèi),隨著給藥劑量的增加,MDMA 誘導的小鼠CPP 分數(shù)表達逐漸增強,見圖1。
圖1 不同劑量的MDMA 腹腔給藥訓練后測得的CPP 分數(shù)
單因素方差分析顯示,不同劑量的AMT[F(3,30)=3.877,P=0.0187]對CPP 分數(shù)有顯著性影響;Bonferroni post hoc 檢驗顯示,與陰性對照組相比,AMT 在劑量為30mg/kg 時能誘導小鼠對伴藥箱產(chǎn)生顯著的位置偏愛(圖2A)。不同劑量的5-MeO-AMT[F(3,35)=4.763,P=0.0069]對CPP 分數(shù)有顯著性影響;Bonferroni post hoc 檢驗顯示,與陰性對照組相比,5-MeO-AMT 在劑量為30mg/kg 時能誘導小鼠對伴藥箱產(chǎn)生顯著的位置偏愛(圖2B)。與陰性對照組相比,不同劑量的5-MeO-DiPT 對CPP 分數(shù)的表達均無顯著性差異(圖2C)。
圖2 不同劑量的AMT(A)、5-MeO-AMT(B)、5-MeO-DiPT(C)腹腔給藥訓練后測得的CPP 分數(shù)
本研究結果顯示,MDMA 引起小鼠產(chǎn)生CPP 行為的最小有效劑量為3 mg/kg,而AMT 和5-MeOAMT 的劑量則需要達到30 mg/kg 時才能引起小鼠產(chǎn)生顯著的CPP 行為,在本研究劑量范圍內(nèi),5-MeODiPT 不能誘導小鼠產(chǎn)生CPP 行為。分析認為,CPP實驗是評價藥物獎賞效應的經(jīng)典動物實驗模型,廣泛應用于藥物精神依賴性初步評價。該模型建立的理論依據(jù)是巴普洛夫經(jīng)典條件反射,首先通過反復訓練使動物在環(huán)境刺激與藥物作用之間建立聯(lián)系,然后通過測試動物對該環(huán)境的偏愛程度來測定該藥物的獎賞作用強度[7]。因此,CPP 實驗可評估藥物的獎賞效應和藥物濫用潛在威脅,常用于初步篩查某種藥物是否具有成癮性。MDMA 是常見毒品“搖頭丸”的主要活性成分,能產(chǎn)生致幻作用,對其精神依賴性的研究較多,相關研究顯示[8],MDMA 腹腔給藥劑量為5 mg/kg 時能誘導小鼠產(chǎn)生顯著的CPP行為,而本研究中MDMA 引起小鼠產(chǎn)生CPP 行為的最小有效劑量(3 mg/kg)與之接近。另有研究[9,10]采用CPP 實驗和自身給藥實驗評估了5-MeO-AMT、吡咯烷基色胺、哌啶基色胺、N,N-二丁基色胺和2-甲基色胺的精神依賴性,結果表明這五種色胺類物質(zhì)均不能誘導實驗動物的CPP 行為和自身給藥行為,其中5-MeO-AMT 的CPP 實驗只研究了0.3mg/kg、1mg/kg 和3mg/kg 這三個較低的劑量,且均不能誘導小鼠產(chǎn)生顯著的CPP 行為。而本研究結果顯示,盡管5-MeO-AMT 在劑量為3mg/kg 和10mg/kg 時也不能誘導小鼠產(chǎn)生顯著的CPP 行為,但5-MeO-AMT在劑量為30mg/kg 時能夠誘導實驗動物的顯著CPP行為,提示色胺類物質(zhì)在大劑量長期使用的情況下可能會產(chǎn)生明顯的精神依賴性。
通常情況下,在相同條件下誘導實驗動物開始形成CPP 的劑量越小,說明該物質(zhì)引起獎賞效應的能力越強。AMT 和5-MeO-AMT 形成CPP 的劑量是MDMA 的10 倍,一定程度上可反映AMT 和5-MeOAMT 的獎賞效應較弱,5-MeO-DiPT 幾乎不具有獎賞效應。以上結果說明了在這幾種物質(zhì)中,MDMA的獎賞效應最強,與MDMA 相比,三種色胺類物質(zhì)的獎賞效應較低,其精神依賴性大小相對效力如下:MDMA>AMT ≈5-MeO-AMT>5-MeO-DiPT。此 外,盡管5-MeO-DiPT 在本研究的劑量范圍內(nèi)均不能引起小鼠的CPP 行為,但在實驗過程中觀察到,5-MeODiPT 劑量增加到60 mg/kg 時出現(xiàn)了個別小鼠死亡的現(xiàn)象,提示該劑量可能接近其半數(shù)致死劑量,但該劑量下仍不能誘導小鼠產(chǎn)生CPP行為,表明5-MeO-DiPT毒性較強但精神依賴性可能較低。
MDMA 和三種色胺類物質(zhì)在獎賞效應上的差異可能與該物質(zhì)對不同腦區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的不同作用有關。目前普遍認為,腦內(nèi)獎賞效應可能是產(chǎn)生精神依賴性和強迫性覓藥行為的主要原因,中腦邊緣多巴胺(DA)通路是藥物獎賞效應形成的重要神經(jīng)生物學基礎,5-羥色胺(5-HT)主要對DA起負性調(diào)節(jié)的作用,因此在藥物的精神依賴性研究中,DA 和5-HT 是研究較多的兩種單胺類神經(jīng)遞質(zhì)。MDMA 能激活5-HT 受體和DA 受體,從而產(chǎn)生各種生物學效應。相關研究表明[11],D1 受體和D2 受體拮抗劑能使MDMA 大鼠自身給藥模型中的劑量-效應曲線右移,證明MDMA 獎賞效應的產(chǎn)生與DA受體的功能改變相關。
而色胺類物質(zhì)主要通過激活5-HT 受體產(chǎn)生藥理作用,對DA 受體的作用則相對較弱。Nagai F等[12]研 究 表 明,AMT、5-MeO-AMT 和5-MeODiPT 對5-HT 在大鼠腦中的再攝取均有抑制作用,其中AMT(IC50=3.8±0.74×10-7M)的效力與MDMA(IC50=7.2±1.9×10-7M)相當。放射性受體配體結合研究顯示[13],在色胺類物質(zhì)中,5-MeO-AMT 與5-HT2A受體的親和力最強(Ki±SD=0.034±0.01 μM),而對DA 受體的親和力較弱。此外,5-MeO-DiPT 對不同腦區(qū)內(nèi)DA 和5-HT 的作用強度可能不同,DA 和5-HT兩種神經(jīng)遞質(zhì)的釋放也可能相互影響其具體的機制,需要進一步研究[14]。
CPP 實驗只是判斷藥物是否具有精神依賴性的初步實驗,很多自然性獎賞物質(zhì)如甜食等也可形成CPP,實驗數(shù)據(jù)也可能存在較高的假陽性率[15]。此外,色胺類物質(zhì)普遍具有強烈的致幻效應,致幻效應是一種視覺、聽覺和觸覺等感覺上的主觀效應,實驗動物在給予致幻劑類物質(zhì)后可能會喪失對外部環(huán)境的判斷能力,產(chǎn)生錯誤的主觀感覺,因此僅通過CPP 實驗評估色胺類物質(zhì)的獎賞效應并不準確。要想得到確定的結果還需要進一步評估,如結合可信度更高、在藥物成癮研究中更為經(jīng)典的自身給藥實驗和藥物辨別實驗等對色胺類物質(zhì)進行進一步研究。
本研究通過CPP 實驗評估了AMT、5-MeO-AMT和5-MeO-DiPT 三種色胺類物質(zhì)的獎賞效應,并與較為常見的毒品MDMA 進行了比較,結果揭示了盡管色胺類物質(zhì)的獎賞效應較弱,但該類物質(zhì)在大劑量長期使用的情況下仍然可以產(chǎn)生明顯精神依賴性,該現(xiàn)象應當引起高度重視。