对生物样品中的甲基安非他明及其代谢产物的研究进展

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:司来吉兰是一种治疗帕金森综合征的药物,在体内可代谢为甲基苯丙胺。近年来有不少非法吸毒者在血液、尿液中检出甲基苯丙胺后辩称其服用司来吉兰治疗疾病,属正常用药,企图逃避法律制裁。由于司来吉兰及其代谢物具有左旋手性结构,因此可以成为辨别甲基苯丙胺滥用和司来吉兰正常服用的标志。相关检测手段主要有气相色谱法、液相色谱法与质谱的串联,生物检材包括血液、尿液、头发、唾液以及干斑点。本文综述了司来吉兰在体内的作用机制、代谢物(去甲司来吉兰、R(-)-甲基苯丙胺、R(-)-苯丙胺等)、分析检测技术等研究进展,以供法庭科学毒物分析工作者借鉴。

  关键词:法医毒理学;司来吉兰;甲基苯丙胺;生物样本;体内代谢

  司来吉兰是一种选择性单胺氧化酶-B抑制剂,在临床上单独或与其他药物[1]混合使用,治疗帕金森综合征,缓解帕金森运动障碍、抑郁、焦虑[2]以及认知障碍[3]等症状,同时司来吉兰具有抗肿瘤作用[4],其结构式如图1。其在体内可代谢为去甲司来吉兰、R(-)-甲基苯丙胺、R(-)-苯丙胺等,这给通倍,去甲司来吉兰通过血小板对MAO的抑制作用比司来吉兰弱30倍[8]。

  副作用

  有案例表明[9],在连续服用两个月10mg司来吉兰后,出现呼吸急促、恶心、头晕等副作用。也有人在同时服用司来吉兰、帕罗西汀和莫洛贝米特药物治疗帕金森综合征和抑郁症时,出现了震颤、眼球痉挛、发汗、体温过高等现象,这些现象与5-羟色胺毒性的

  过血液、尿液中检出甲基苯丙胺来判定甲基诊断相符,因此怀疑司来吉兰、帕罗西汀和莫洛贝米合用可能会诱发中等程度的5-羟色胺毒性[10]。在一项苯丙胺滥用带来了困扰,尤其是近年来出现不法分子在其血液、尿液中检出甲基苯丙胺后辩称自己因治疗疾病正常服用相关药物的情况。体内甲基苯丙胺来源于司来吉兰还是甲基苯丙胺滥用是当前法医毒物分析工作者们研究的热点。司来吉兰、甲基苯丙胺和苯丙胺均是手性对映体,司来吉兰具有左旋手性结构,而滥用甲基苯丙胺是以右旋手性异构体为主,二者入体后手性对映体特征类型一般不发生转换,这为鉴别甲基苯丙胺的滥用和司来吉兰的正常使用提供了新思路和新方法。

  本文综述了司来吉兰在体内的作用机制、代谢物特征、分析检测技术以及法庭科学领域实际案件应用等研究进展,思考未来司来吉兰的使用给法庭科学领域带来的困扰和新的研究方向,以供法庭科学毒物分析工作者借鉴。

  药理作用

  药理作用

  司来吉兰,具有左旋对映体,入体后其活性部分与单胺氧化酶(monoamineoxidase,MAO)的活性中心和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)不可逆结合[5],从而抑制MAO活性。MAO有A型和B型,人脑中MAO-B的含量较高,肠中MAO-A含量较高[6]。MAO对食物和药物中的多种外源性胺类物质有降解作用,但肠道和肝脏中的MAO-A阻止外源性胺类物质的吸收,由此可能会引发高血压,这种现象被称为“干酪效应”[7]。由于司来吉兰活性中心对MAO-B的亲和力大于MAO-A,因此司来吉兰是治疗帕金森综合征的理想药物。

  司来吉兰能够在体内代谢为R(-)-甲基苯丙胺、R(-)-苯丙胺以及去甲司来吉兰,苯丙胺对MAO-B的抑制性比司来吉兰弱500倍,甲基苯丙胺则弱1000治疗孕妇抑郁症的研究发现[11],每天服用6mg司来吉兰透皮贴剂,婴儿没有出现畸形并且婴儿体内也没有检测到药物,跟踪调查显示,婴儿5个月大时发育正常。

  代谢

  司来吉兰是一种亲脂性的微碱性物质,易与血浆蛋白结合[12-13],尤其很容易从胃肠道吸收,口服后0.5~2h血浆浓度达到最大值,主要代谢R(-)-甲基苯丙胺、R(-)-苯丙胺、去甲司来吉兰。在一些研究当中,用14C在N-甲基或N-炔丙基上标记司来吉兰,通过小鼠的全身放射自显影的研究可以看到14C-司来吉兰能够迅速进入大脑和脊髓,30s后,脑内放射性浓度比血清高3.5倍[14]。由于司来吉兰的物质极性低,可快速通过血脑屏障,正电子发射断层扫描(PET)研究显示,用11C标记的司来吉兰会结合到MAO-B酶活跃的皮质、脑干和纹状体上[15]。

  以狗为实验对象的药代动力学研究发现,司来吉兰吸收快、含量高、半衰期短,生物利用度取决于给药方式,但不随剂量的增加而增加[16]。司来吉兰可以通过口服、腹腔注射、皮下注射、静脉注射等方式完全、快速吸收,但每种给药方式的生物利用度不同。口服的生物利用度远低于静脉注射的生物利用度,通过静脉注射的司来吉兰在血液中的浓度迅速上升之后又迅速下降[17-18]。口服司来吉兰后血液中的浓度可达0.5μg/L[19],并且食物的消化会促进口服司来吉兰的代谢[20]。在Chen等[21]的实验中,志愿者服用10mg司来吉兰后采集其口腔液,使用CHIROBIOTICTMV2手性分析柱进行分离,并采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术进行分析,检测出代谢物的时间为:司来吉兰5~24h,R(-)-甲基苯丙胺52~96h,R(-)-苯丙胺31~96h,去甲司来吉兰13~31h。

  司来吉兰的三种主要代谢物结构图见图2。由于司来吉兰化学结构中有一个碳原子具有左旋的手性结构,其代谢产物也为左旋的手性异构体。甲基苯丙胺和苯丙胺的异构体存在不同的药理作用和药代动力学特征,右旋的甲基苯丙胺也就是吸食冰毒后的代谢产物,对中枢神经兴奋作用是左旋甲基苯丙胺的5倍[22],因此区分甲基苯丙胺手性异构体成为判定甲基苯丙胺滥用的关键。

  司来吉兰在肝脏中主要代谢为去甲司来吉兰和R(-)-甲基苯丙胺,它们进一步代谢为R(-)-苯丙胺[23-24],另外R(-)-甲基苯丙胺和R(-)-苯丙胺可以代谢成相应的对羟基衍生物。通过对大鼠的实验发现[24],司来吉兰在微粒体细胞色素P450酶的催化下代谢,R(-)-苯丙胺的产生是由含FAD的单加氧酶的催化。司来吉兰也可以在肺中代谢为R(-)-甲基苯丙胺和去甲司来吉兰,但在肾脏中仅代谢为R(-)-甲基苯丙胺,与其他器官相比,司来吉兰在肝脏中的代谢程度最高[24]。

  司来吉兰及其代谢产物的分析检测技术

  气相色谱及串联技术

  气相色谱串联质谱技术(GC-MS)是一种成熟的分离分析技术,也是实验室常用的分析手段之一,广泛应用在很多领域。王杉[25]采用三氟乙酰酐(TFAA)作为衍生剂,利用GC-MS在服用10mg司来吉兰的健康男性尿液中,确认了司来吉兰及其代谢物在体内的存在,但是并未对代谢物的浓度进一步研究。Mohr等[26]用N-三氟乙酰-L-脯胺酰氯手性衍生化试剂进行衍生化,结合GC-MS技术,成功分离了R(-)-甲基苯丙胺和R(-)-苯丙胺的两种手性异构体。但在这种方法中,样品前处理通常需要液液萃取或固相萃取后进行衍生化反应,费时繁琐且灵敏度低。Kuriki[27]基于顶空固相微萃取(SPME)与GC-MS的方法,优化盐添加剂、萃取温度、萃取时间和萃取性质等参数,并添加Pargyline作为内标,在尿液中检测出司来吉兰以及去甲司来吉兰。头发分析被认为是在法医和临床测试中用于长期检测和监测药物的有用诊断工具,Kronstrand[28]等采用GC-MS分析了禁食一夜后口服15mg司来吉兰志愿者的头发,结果发现在单次口服司来吉兰后4周内,仍可以在头发中检测到司来吉兰的主要代谢物。

  液相色谱及串联技术

  液相色谱法可以分为间接法和直接法,间接法是指手性衍生化试剂法,直接法是指直接选用手性固定相或者在流动相中加入手性添加剂。FMOC与其他衍生剂相比操作简单、快速,有很高灵敏度和重现性,但这种试剂具有荧光性,在进行超高效液相色谱(HPLC)分析之前要通过液液萃取等方法去除多余试剂。Croix[29]将从血浆提取到的物质用FMOC进行衍生,进而用反相HPLC进行分离,最终分离得到司来吉兰三种主要代谢产物:R(-)-苯丙胺、R(-)-甲基苯丙胺、去甲司来吉兰,这种方法因保留时间长导致流动相消耗量大、色谱柱昂贵、实验成本高。

  用直接法分离具有手性的甲基苯丙胺和苯丙胺时,多采用大环抗生素类手性柱和蛋白质类手性柱。在我国的法庭科学领域已经建立毛发、尿液中手性甲基苯丙胺、苯丙胺的测定方法[30],采用了SupelcoAstecChirobioticTMV2手性色谱柱进行手性分离和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法测定。另外在向平[31]的研究中,采用CHIROBIOTICTMV2手性液相色谱柱对尿液样品进行手性分离和LC-MS/MS法测定,并对司来吉兰服药志愿者尿样、疑似服用司来吉兰的涉毒人员尿样进行甲基苯丙胺和苯丙胺的手性分析,应用该方法成功分析了相关嫌疑人尿液中甲基苯丙胺和苯丙胺的来源。Nishida[32]采用了TFA衍生剂,利用HPLC-ESI-MS技术,建立了一种可以从人体头发中分离出甲基苯丙胺、苯丙胺异构体的方法,同时还通过验证实践中收集到的甲基苯丙胺滥用者及司来吉兰使用者的头发,确认了该方法的有效性。在实际工作中,唾液是方便易得的生物检材,并且可以不在专业人士指导下采集,Chen[33]采集了无吸毒史志愿者服用10mg司来吉兰6h后的唾液,通过LC-MS/MS

  ·4·

  方法,并使用CHIROBIOTICTMV2色谱柱检测到了司来吉兰、R(-)-甲基苯丙胺及R(-)-苯丙胺。此外,干尿斑(DUS)技术的应用逐渐增加,主要是用于临床诊断和法医毒理学分析中[34]。Chen[35]采集服用司来吉兰志愿者的尿液后,将其滴在卡片上,风干,获得干尿斑,加入10µL4-苯基丁胺,用甲醇进行提取,振荡离心后,上清液用甲醇稀释4倍,通过LC-MS/MS方法,选择CHIROBIOTICTMV2色谱柱,检测到干燥的尿液斑点中含有司来吉兰、去甲司来吉兰以及甲基苯丙胺和苯丙胺的手性对映体。

  除此之外将高效液相色谱与紫外光谱相结合(HPLC-UV),可以用于定量血液中的司来吉兰,具有提取方案快速简便和色谱运行时间较短等优点,并且由于其简单、经济、准确、易用,适用于药代动力学和药效学研究以及实验室的常规应用。与一般颗粒色谱柱相比,整体固定相色谱柱能在更高的流速下高效分离,Tzanavaras[36]优化了HPLC-UV检测方法,选择Cromolith®RP-18e整体柱,在220nm处进行UV检测,不到60s即可将分析物与样品基质快速分离,定量检出样品中的司来吉兰盐酸盐含量。

  法庭科学领域实际案件的应用

  在法庭科学领域中,对司来吉兰的研究主要包括其代谢规律以及检验方法等方面,嫌疑人体内代谢物中甲基苯丙胺、苯丙胺手性结构的判定是区分甲基苯丙胺滥用和药物临床使用的关键。近年来,快速检测试剂盒在法庭科学的实际工作中广泛应用,但对于司来吉兰使用者来说其结果并不可靠。

  有文献报道,在警察对一名男子进行尿检时,发现其结果为阳性,对其尿液进行进一步检验,检出司来吉兰、去甲司来吉兰、R(-)-苯丙胺以及R(-)-甲基苯丙胺,证明了该名男子是正常服用司来吉兰而不是甲基苯丙胺滥用[37]。

  通过定量检测污水中甲基苯丙胺和苯丙胺的浓度,可以估算某个城市非法药物的消费量。由于司来吉兰代谢过程中产生R(-)-甲基苯丙胺、R(-)-苯丙胺,对估算结果会产生影响。

  在Kim[38]的研究当中,发现超过90%的样品含有几十纳克/升的甲基苯丙胺和苯丙胺,基于司来吉兰的使用量与处方用量成正比、服用司来吉兰48h后其尿液中苯丙胺排泄率为36.96%±7.08%,估算在样品中测得的苯丙胺中源自司来吉兰代谢产物的比例约为总含量的1%,占比极低,因此排除了该研究中司来吉兰代谢产物带来的影响。

  展望

  在法庭科学毒物分析中,如何区分甲基苯丙胺的滥用和司来吉兰临床服用是重要课题。现在国内外主要对司来吉兰作为临床药物的使用进行研究,在法庭科学领域,司来吉兰在体内代谢规律的研究更为重要,以此为鉴别甲基苯丙胺滥用和临床药物服用提供科学依据。今后对司来吉兰的研究应从以下三个方面进行:进一步研究司来吉兰其他代谢物在体内代谢时间,为鉴别甲基苯丙胺滥用提供多角度证据;目前采用气相色谱串联质谱方法主要针对药物的定性分析,未来可对生物检材中药物及其代谢物的浓度进行研究报道;血斑尿斑在法庭科学领域的实际应用逐渐增多[39],下一步可针对血斑尿斑的稳定性以及推算出的血液、尿液中药物浓度的可靠性进行研究。

作者:于哲,任昕昕,王爱华,邸玉敏,邹波,王瑞花,张云峰,常靖,于 单位:中国人民公安大学 公安部物证鉴定中心 天津市公安局禁毒支队

【对生物样品中的甲基安非他明及其代谢产物的研究进展】相关文章:

1.生物转化及其在药物合成中的使用

2.氨氧化微生物及其应用于土壤污染生态毒性研究进展

3.研究生物教学中的生命教育

4.金银花提取物对高糖饮食诱导的果蝇代谢紊乱影响研究

5.甘薯在生物强化应用中的研究

6.生物经济发展的角度探讨对生物安全意识的需求

7.不同冲击波能量治疗肾结石的疗效及对血常规和生物标志物影响

8.遮光与水分处理对芒萁的形态生长和生物量积累的影响

9.普通高中生物学教材生态文明教育中的生物与环境模块,并以此为例进行了说明

10.对生物安全实验室废物处理培训体系建设的探讨

11.小鼠皮损后序列芯片数据分析和关键基因筛选研究

12.STR基因座在中国南方两个汉族群体中的特征分析

文档上传者