宗興森，何丹丹，王媛媛，柯 星，范一雷

(1.浙江警察學(xué)院 浙江省毒品防控技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310051；2.浙江工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，浙江 杭州 310012)

1 合成大麻素的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

近10年，全世界地下非法市場(chǎng)上出現(xiàn)大量的新精神活性藥物，這些藥物大多被不法分子濫用于“娛樂(lè)”消遣。為規(guī)避當(dāng)?shù)卣姆?，地下非法藥物制造者大多采用科學(xué)文獻(xiàn)報(bào)告和大型醫(yī)藥公司合成的精神活性物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)結(jié)構(gòu)的略微修飾，生產(chǎn)出新的精神活性化合物。在化學(xué)類(lèi)別中，被稱(chēng)為“合成大麻素”的合成大麻素受體調(diào)節(jié)劑一直處于最前沿[1]。合成大麻素是一類(lèi)對(duì)人體作用機(jī)理與天然大麻素四氫大麻酚(THC)相似的新精神性物質(zhì)，主要通過(guò)和人體內(nèi)的大麻素受體CB1和CB2結(jié)合而發(fā)揮作用結(jié)合。相比于天然大麻素，合成大麻素在人體內(nèi)發(fā)揮的藥效作用更強(qiáng)，對(duì)人體的危害更大[2]。合成大麻素的藥效作用是通過(guò)與細(xì)胞膜的特異性相互結(jié)合而產(chǎn)生的[3]。在 1980 年，大麻素受體經(jīng)過(guò)鑒定，用 CB 縮寫(xiě)來(lái)表示，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的順序分別編號(hào)為 CB1、CB2[4]。CB1、CB2都是G蛋白偶聯(lián)受體家族[5]，它們之間的區(qū)別主要在氨基酸序列、信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制和組織分布等方面[6]。絕大多數(shù)的CB1受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Cns)中表達(dá)[7]，在某些情況下，也存在于神經(jīng)元的樹(shù)突和胞體上[8]。大麻素可能通過(guò)表達(dá)CB1受體的偶聯(lián)和細(xì)胞類(lèi)型來(lái)調(diào)節(jié)不同的細(xì)胞功能[9]。在神經(jīng)元胞體上表達(dá)的CB1受體的激活增加Erk活性，并誘導(dǎo)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)表達(dá)。大麻素類(lèi)化合物的神經(jīng)保護(hù)作用，可能部分是通過(guò)這一機(jī)制介導(dǎo)的[10]。小鼠實(shí)驗(yàn)證明，與CB2受體結(jié)合的大麻素，導(dǎo)致免疫應(yīng)答的變化，特別是在巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的輔助T細(xì)胞活化水平上[11]。新合成的大麻素類(lèi)化合物繼續(xù)出現(xiàn)在市場(chǎng)上，而這些新化合物大多是作用于CB1受體。研究表明，大麻素可以抑制多種神經(jīng)遞質(zhì)的釋放：當(dāng)CB1受體被大麻素激活后，經(jīng)過(guò)G蛋白傳導(dǎo)，抑制腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP含量減少，進(jìn)而抑制了cAMP依賴(lài)的蛋白激酶，蛋白激酶被抑制后使外向性K+流興奮；同時(shí)，CB1受體還與Ca2+通道偶聯(lián)，大麻素作用后，使Ca2+內(nèi)流減少，進(jìn)而使突觸前膜神經(jīng)元內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)釋放減少，最后影響突觸后膜分別產(chǎn)生興奮性或抑制性作用[12]。

從1960 年開(kāi)始，已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)Δ9-THC 的類(lèi)似物，如HU-210、大麻隆、屈大麻酚等。10 年后，Pfizer[13-14]開(kāi)發(fā)了環(huán)己基苯酚(CP)系列的化合物，樣品包括合成大麻素CP-59、CP-47和它們的n-烷基同系物。1994 年，美國(guó)化學(xué)家 Huffman等[3]研制了以萘甲?；胚犷?lèi)為主的系列化合物，主要包括萘甲基吲哚類(lèi)、萘甲?；量╊?lèi)、萘甲基茚類(lèi)和苯乙酰吲哚類(lèi)等，即最早的合成大麻素。后來(lái)被命名為 JWH 系列化合物，包括 JWH-018、JWH-073 和 JWH-200等。合成大麻素從萘甲酰吲哚開(kāi)始(JWH-018)，逐漸發(fā)展為萘甲?；?THJ)，然后為吲唑(AKB-48)，直至吲哚甲酰胺(MDMB-CHMINACA)[15]。根據(jù)合成大麻素出現(xiàn)的時(shí)間，可以簡(jiǎn)單的將合成大麻素分成兩代，JWH-018、JWH-250屬于第一代，AM-2201屬于第二代[16]。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，很多合成大麻素與經(jīng)典大麻素?zé)o關(guān)。按照結(jié)構(gòu)來(lái)分，合成大麻素大致可分為七類(lèi)，即：萘甲?；胚犷?lèi)(JWH-018)、萘甲基吲哚類(lèi)、萘甲?；量╊?lèi)、萘甲基茚類(lèi)、苯乙?；胚犷?lèi)(JWH-250)、環(huán)乙基苯酚類(lèi)(CP47，497)和傳統(tǒng)大麻素[17]。多數(shù)傳統(tǒng)的大麻素類(lèi)化合物，是以部分還原的二苯吡喃結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)合成的[18]。合成大麻素的主體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 合成大麻素的主體結(jié)構(gòu)

主體結(jié)構(gòu)包含一個(gè)雜環(huán)核心結(jié)構(gòu)、一個(gè)取代基、一個(gè)連接雜環(huán)核心結(jié)構(gòu)和取代基的基團(tuán)和一個(gè)側(cè)鏈。雜環(huán)核心結(jié)構(gòu)一般為吲哚、吲唑、2-甲基吲哚結(jié)構(gòu)等；取代基主要是親脂性取代基，包括萘基、氨基酸衍生物等；連接基團(tuán)一般為酰胺基、羰基等；側(cè)鏈主要是親脂側(cè)鏈，如戊基、氟化戊基、對(duì)氟芐基等。大部分合成大麻素的結(jié)構(gòu)都是由主體部分發(fā)展而來(lái)的。

每年都有數(shù)十種新的精神活性物質(zhì)出現(xiàn)在歐洲的毒品市場(chǎng)上。這些化合物中最豐富的是合成大麻素。最初幾年，在吸毒人群中，JWH化合物尤其流行。然而，隨著新化合物的產(chǎn)生，合成大麻素的基團(tuán)也不斷增加[19]。2012年，在美國(guó)運(yùn)動(dòng)員的血液樣本中發(fā)現(xiàn)JWH-018和JWH-073；2014年，在因受影響駕駛而被罰款的人的血液樣本中，檢出多種合成大麻素，包括AM-2201和JWH-018[20]；2014年，在俄羅斯，MDMB-FUBINACA引起了60多起的中毒事件，其中包括15人死亡。2015 年，波蘭大規(guī)模爆發(fā)了幾百起中毒事件，包括至少3起致命事件，均由使用一種名為“運(yùn)動(dòng)員”的新型精神活性物質(zhì)產(chǎn)品造成。這種產(chǎn)品中含有合成大麻素混合物，其中還有MDMB-CHMICA[21]。對(duì)于大多數(shù)合成大麻素類(lèi)化合物，我們了解的藥理學(xué)和毒理學(xué)知識(shí)不多，但這些化合物會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成嚴(yán)重危害是必然的。

在2000年，合成大麻素第一次以草藥的形式在市面上出現(xiàn)，并作為一種新型的精神活性物質(zhì)在全球的范圍內(nèi)有著非常廣泛的使用。在2008年以前，在“娛樂(lè)”毒品市場(chǎng)上很少或根本沒(méi)有觀(guān)察到合成大麻素類(lèi)藥物，但目前它們已成為“娛樂(lè)”性精神活性物質(zhì)中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)，占設(shè)計(jì)藥物市場(chǎng)的28%，超過(guò)合成卡西酮(25%)或色胺致幻劑(4%)[22]。自2008年以來(lái)，新的精神活性物質(zhì)的數(shù)量迅速增加[23 ]，2014年達(dá)到101種。自2015年以來(lái)，新物質(zhì)的數(shù)量略有減少，但是仍處于較高水平[24 ]?！跋懔?Spice)”毒品是一類(lèi)添加合成大麻素的植物制品，制毒者通常將合成大麻素用有機(jī)溶劑溶解，噴涂于香料或藥草上并加入添加劑，晾干后即制得成品。這類(lèi)毒品在國(guó)外最早出現(xiàn)于 2006 年，2008 年開(kāi)始流行[25]。最近幾年，隨著對(duì)新型香料產(chǎn)品研究的深入，以及對(duì)潛在健康問(wèn)題的關(guān)注，世界上不少?lài)?guó)家都采取了立法行動(dòng)來(lái)禁止或者用別的方式來(lái)管制“香料”產(chǎn)品和其相關(guān)的化合物。在中國(guó)，除了2013年對(duì)第12個(gè)物質(zhì)的第一次管制外，2015年10月1日對(duì)116種非醫(yī)療用麻醉藥品和精神藥物進(jìn)行了控制，其中包括40種合成大麻素。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，2013年，年齡在15～64歲之間的1.818億人使用大麻用于非醫(yī)療用途(世界衛(wèi)生組織，2016年)。聯(lián)合國(guó)毒品和犯罪問(wèn)題辦公室2015年的世界毒品報(bào)告指出，合成大麻素占所有新型精神活性物質(zhì)的39%(美國(guó)，2016年)[26]。2016年7月之后，又增加22種合成大麻素。如AB-CHMINACA和MAB-CHIMINACA，UR-144和XLR-11，PB-22和5F-PB-22[27]。目前，已有600多種合成大麻素已被報(bào)道[28]。

2 合成大麻素的檢測(cè)

合成大麻素的種類(lèi)較多，不同種類(lèi)的合成大麻素結(jié)構(gòu)相差較大；這給合成大麻素的檢測(cè)帶來(lái)了一定的難度。近幾年，我國(guó)對(duì)合成大麻素的分析主要是對(duì)“香料”產(chǎn)品中主要成分的檢測(cè)以及對(duì)新型成分的結(jié)構(gòu)鑒定[29]。目前，對(duì)合成大麻素類(lèi)藥物的檢測(cè)分析主要有以下幾種：薄層色譜法、核磁共振(NMR)和紅外光譜分析法(IR)、色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(包括氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)和液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS))。

薄層色譜法是一種簡(jiǎn)單快速的檢測(cè)方法，目前有關(guān)于薄層色譜法檢測(cè)合成大麻素的報(bào)道相對(duì)較少。在很多實(shí)驗(yàn)室中，GC和HPLC已經(jīng)代替了這種方法，但是對(duì)于安非他明、天然大麻素、阿片類(lèi)藥等濫用藥物，薄層色譜法仍然在使用[30]。Logan等[31]人在2012年曾用薄層色譜法檢測(cè)美國(guó)草本香料混合物中的合成大麻素，結(jié)合GC-MS等其他檢測(cè)分析方法，最終測(cè)定了JWH-018、JWH-019、JWH-073、JWH-081、JWH-200、JWH-210、JWH-250、49RCS-4、RCS-8，AM-2201和AM-694等各種合成大麻素，還發(fā)現(xiàn)了其他非大麻素類(lèi)藥物。

NMR和 IR對(duì) LC-MS 和 GC-MS 中的未知峰有很重要的補(bǔ)充作用。Ji Hyun等[32]人對(duì)吲唑-3-甲酰胺類(lèi)合成大麻素進(jìn)行鑒定和表征，以DMSO-d6為溶劑進(jìn)行NMR實(shí)驗(yàn)，通過(guò)NMR和IR實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步確定DMBA-CHMINACA為MDMB-CHMINACA的水解形式，并確定了DMBA-CHMINACA的結(jié)構(gòu)。2012年，Simolka等[33]人對(duì)德國(guó)市場(chǎng)上的七種商業(yè)“香料”產(chǎn)品進(jìn)行了分析，它們都含有大量的合成大麻素，實(shí)驗(yàn)通過(guò)核磁共振波譜確定所有化合物的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步用紫外、質(zhì)譜等方法對(duì)其進(jìn)行了表征。

GC-MS是一種常用的分離技術(shù)，在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中，被用于鑒別和定量檢測(cè)生物樣品中的藥物成分[34]。然而，GC-MS也有一些不足之處，如高保留率和對(duì)分析物質(zhì)量的限制，且不適用于一些熱不穩(wěn)定的化合物，所以在對(duì)某些化合物前處理時(shí)通常需要進(jìn)行衍生化處理。Akira等[35]人總結(jié)了關(guān)于草藥中合成大麻素的GC-MS檢測(cè)方法：將草藥樣品放入頂空小瓶，蓋上聚四氟乙烯/硅酮隔板；樣品在 200 ℃ 下孵育，脈沖攪拌轉(zhuǎn)速為 250 r/min；將羧基/聚二甲基硅氧烷纖維插入頂空 5 min 進(jìn)行萃??；然后將纖維注入氣相色譜入口 15 min，解吸分析物；最后得到合成大麻素在樣品中的LOD值至少為 20 μg。Ojanpera[36]采用GC-APCI-QTOFMS鑒別血液中的新型精神活性物質(zhì)，對(duì)綿陽(yáng)血中的5中精神活性進(jìn)行了分析鑒定。

國(guó)內(nèi)對(duì)合成大麻素的檢測(cè)一般較多采用高效液相色譜法，而LC-MS /MS具有靈敏度高，準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì)，且相比較液相色譜而言具有分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。2014年，張春水等[37]人檢測(cè)常見(jiàn)10種合成大麻素的高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜(HPLC-MS /MS)定性、定量分析方法，并依據(jù)質(zhì)譜特征推測(cè)了其碎裂途徑。

3 對(duì)合成大麻素代謝物的研究

大多數(shù)的合成大麻素都具有親脂性，并且在人體中快速代謝，在常規(guī)的生物樣品中很難檢測(cè)到母體藥物，所以找到和合成大麻素的生物標(biāo)記物就至關(guān)重要。對(duì)合成大麻素代謝物的研究主要分為體內(nèi)代謝和體外代謝，體外代謝方法主要有人肝細(xì)胞培養(yǎng)和肝微粒體孵育實(shí)驗(yàn)。體內(nèi)代謝主要有大鼠模型和斑馬魚(yú)模型。 Wohlfarth等[38]人通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了體內(nèi)、體外代謝的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于體內(nèi)代謝，主要的檢測(cè)途徑有尿液中代謝物的檢測(cè)和血漿中代謝物的檢測(cè)。而對(duì)于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)獲得的樣品要進(jìn)行前處理，通常使用的前處理方法有液液萃取、固相萃取等。Per Ole M[39]用UHPLC-QTOF-MS對(duì)尿液中合成大麻素代謝物進(jìn)行定量，進(jìn)樣之前對(duì)樣品進(jìn)行前處理，采用的前處理方法為固相萃取，比較了不同的固相萃取柱最終選擇了HLB固相萃取柱，HLB固相由親水性和親脂性相結(jié)合而成，該吸附劑不需要調(diào)節(jié)和平衡步驟，且回收率較高。GC-MS和LC-MS是檢測(cè)合成大麻素最常用的儀器。GC-MS由于其極性高、揮發(fā)性低，在檢測(cè)合成大麻素代謝物方面有其局限性。相比之下，LC-MS是分析非揮發(fā)性化合物、極性化合物、熱不穩(wěn)定化合物和大分子化合物的首選儀器。

現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)得到的人肝細(xì)胞保留了大多數(shù)Ⅰ相和Ⅱ相酶的活性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得到高質(zhì)量的代謝數(shù)據(jù)，但是人肝細(xì)胞價(jià)格比肝微粒體昂貴的多，且一旦解凍必須充分利用，不可再次冷凍。Karl[40]通過(guò)FUBIMINA在人肝細(xì)胞中的代謝來(lái)識(shí)別FUBIMINA與其異構(gòu)體THJ-2201；為了區(qū)分FUBIMINA和THJ-2201，實(shí)驗(yàn)通過(guò)采用相同的采集和處理方法對(duì)同一程序孵育的THJ-2201肝細(xì)胞樣本進(jìn)行了分析。在人肝細(xì)胞中孵育FUBIMINA異構(gòu)體，通過(guò)HPLC-HR-MS分析孵育樣品，表征獨(dú)特的主要代謝物保留時(shí)間和碎片分布，并與病例尿液樣本進(jìn)行比較。Diao[41]通過(guò)高分辨質(zhì)譜研究EG-018在人肝細(xì)胞中的代謝情況，找到適宜的尿標(biāo)志物代謝物記錄EG-018的消耗情況，并用Compound Discoverer軟件對(duì)其原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

HLM體外孵育實(shí)驗(yàn)具有操作簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但該實(shí)驗(yàn)不能定量的估計(jì)體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化，Lukas等[42]人通過(guò)人肝微粒體體外實(shí)驗(yàn)孵育CUMYL-PEGACLONE，檢測(cè)其Ⅰ相代謝物以及對(duì)30份真實(shí)尿液樣本進(jìn)行了檢測(cè)，尿液用ACN和NH4+HCOO-進(jìn)行液液萃??；CUMYL-PEGACLONE是一種新型的合成大麻素；實(shí)驗(yàn)通過(guò)采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和液相色譜串聯(lián)高分辨質(zhì)譜技術(shù)在體內(nèi)檢測(cè)到這種新物質(zhì)的Ⅰ期代謝產(chǎn)物。最終共檢測(cè)到22種不同的Ⅰ期代謝產(chǎn)物，其中包括羥基化、脫氫等常見(jiàn)的代謝方式。Claudio等[43]人研究了合成大麻素AB-CHMINACA的體外和體內(nèi)人體代謝，體外代謝研究為體外肝微粒體孵育實(shí)驗(yàn)，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)則用一名AB-CHMINACA使用者的尿液，50 μL 尿液用 150 μL 乙腈稀釋乙腈并渦旋30秒。然后將樣品用 10000 r/min 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，持續(xù) 2 min。 然后將上清液轉(zhuǎn)移到用于分析的進(jìn)樣小瓶。采用液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)AB-CHMINACA代謝產(chǎn)物的形成進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢測(cè)到26種AB-CHMINACA的代謝產(chǎn)物，包括7種單羥基化代謝物和6種二羥基化代謝物，以及AB-CHMINACA脫烷基化產(chǎn)物，全部由細(xì)胞色素P450(CYP)酶產(chǎn)生，兩種羧化代謝物，可能由酰胺酶產(chǎn)生；其中羥基化和羧化可能為其主要的代謝方式。Shimpei[44]研究了高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定用人肝微粒體孵育合成大麻素AM 1220的體外代謝，并將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)中人體的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。Ariane Wohlfarth等[45]人研究研究了戊環(huán)吲哚/戊環(huán)咪唑合成大麻素AB-PINACA和5F-AB-PINACA的代謝產(chǎn)物。

大鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)容易操作，動(dòng)物的血漿和尿液的收集相對(duì)容易，但是大鼠代謝模型相較于人體代謝來(lái)說(shuō)還是存在物種差異。APINAC是一種新型的合成大麻素；Jungjoong等[46]人采用大鼠模型，研究了APINAC在體內(nèi)和體外的代謝，體外采用鼠肝微粒體模型，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)給大鼠靜脈注射APINAC 5 mg/kg，特定的時(shí)間點(diǎn)采集血樣，并且在給藥一天內(nèi)采集尿樣，然后由液相色譜串聯(lián)高分辨質(zhì)譜和液相串聯(lián)低分辨質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)。總共在RLMS和大鼠尿液中可檢出22種APINAC代謝產(chǎn)物。APINAC主要通過(guò)酯水解生成羧酸，是APINAC攝入的典型標(biāo)志。Sabina等[47]人研究了四種合成大麻素的代謝反應(yīng)，使用MetaSite軟件自動(dòng)分配代謝物結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行代謝物的鑒定，使用MetaSite軟件進(jìn)行的計(jì)算機(jī)代謝預(yù)測(cè)顯示了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)之間的良好一致性。

斑馬魚(yú)生長(zhǎng)迅速，且斑馬魚(yú)與人類(lèi)基因組同源性高[48]，可產(chǎn)生與人體相似的Ⅰ相氧化和還原代謝物。但目前為止，國(guó)內(nèi)外做合成大麻素斑馬魚(yú)代謝實(shí)驗(yàn)的較少。 Xu等[49]人采用人肝微粒體和斑馬魚(yú)模型研究了新的非法藥物AMB-FUBINACA的代謝特征。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)合成大麻素的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，總結(jié)了合成大麻素的檢測(cè)方法及其代謝物的研究方法，列舉了近幾年來(lái)對(duì)合成大麻素及其代謝物的研究一些常見(jiàn)的檢測(cè)方法和研究手段，為能建立一個(gè)能快速、準(zhǔn)確檢測(cè)合成大麻素及其代謝物的新方法奠定基礎(chǔ)，為進(jìn)一步研究合成大麻素代謝物的結(jié)構(gòu)給予方法指導(dǎo)。