哌嗪類新精神活性物質(zhì)及其檢驗方法研究進展

王繼芬, 唐淑臣, 龔曉曉, 蔣宇航, 吳翟靈, 桑國通, 何欣龍

(1.中國人民公安大學(xué)，北京 100038；2.新疆警察學(xué)院，烏魯木齊 830013；3.中國人民解放軍空降兵訓(xùn)練基地，廣西桂林 541003)

1 引言

哌嗪(Piperazine)為白色斜方晶系葉片狀結(jié)晶，可由乙二胺與1，2-二氯乙烷反應(yīng)或由氨基乙醇高溫下二聚而得[1]。哌嗪類無機酸和有機酸鹽是人和動物驅(qū)腸蟲的有效藥物，被譽為“驅(qū)蛔靈”。N-芐基哌嗪(BZP)作為哌嗪衍生物由Burroughs和Wellcome于1944年首次合成，并被作為牛的驅(qū)蟲劑使用。由于哌嗪類與搖頭丸主要成分MDMA具有相似的致幻和興奮作用，后來成為吸食者首選的替代迷幻藥。作為一種娛樂性毒品，其在世界各地迅速蔓延，成為全球流行的第三代毒品，即新精神活性物質(zhì)(NPS)。美國和斯堪的納維亞半島國家在1996年首次報道了BZP作為一種新型毒品正在被濫用[2]，在2004年又查獲了1-(3-氯苯基)哌嗪(mCPP)。自2000年1月起，BZP就作為一種合成興奮劑以A2的名義出現(xiàn)在歐洲網(wǎng)站上[3]。其它哌嗪類物質(zhì)如mCPP在2004年開始進入歐洲，在2006年開始受到管控[4]。此外，巴西還管控了1-(3-三氟甲基苯基)哌嗪(TFMPP)。

目前，在全球范圍內(nèi)哌嗪類物質(zhì)制造、走私和濫用問題越來越突出。因服用哌嗪類物質(zhì)中毒乃至致死的案例數(shù)見不鮮[5 - 8]。有人在進食含有BZP藥物12 h后開始出現(xiàn)急性精神病發(fā)作并伴有強烈的被害妄想癥狀[2]。另外，有人在服用了5粒BZP草藥丸和少量酒精后出現(xiàn)腎毒性[5]。3名年輕男性在服用4片藥物后出現(xiàn)惡心、有交感神經(jīng)毒性、瞳孔放大和心動過速等癥狀，經(jīng)毒物學(xué)檢查后發(fā)現(xiàn)患者血、尿中均檢出BZP[6]。一名年輕女性在服用含有BZP的藥片后出現(xiàn)癲癇發(fā)作和腎功能衰竭不良情況[7]。鑒于此，世界各國紛紛采取措施，先后立法管控該類藥物[8]。早在1975年，新西蘭便將哌嗪類藥物列為C類管制藥物。美國在2002年將BZP列為管控藥物以遏制其濫用，英國對其的管控十分嚴(yán)格，加拿大在2012年將其列為3級管控藥物[9]。我國在2013年、2015年和2017年分別將芐基哌嗪、1,4-二芐基哌嗪、1-(3-三氟甲基苯基)哌嗪和mCPP、MT-45列入管制[10,11]。本文對哌嗪類新精神活性物質(zhì)的藥理毒理學(xué)性質(zhì)、代謝情況和檢驗方法展開了綜述。

2 哌嗪類新精神活性物質(zhì)簡介

哌嗪類物質(zhì)是一類苯丙胺樣化合物，其基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是1,4位有2個氮原子的六元雜環(huán)，其衍生物包括：N-芐基哌嗪(BZP)和其亞甲二氧基類似物1-(3,4-亞甲基二氧基芐基)哌嗪(MDBP)、1-(4-甲氧基苯基)哌嗪(MeOPP)、1-(3-氯苯基)哌嗪(mCPP)和三氟甲基苯基哌嗪(TFMPP)等。哌嗪類物質(zhì)主要源于胡椒植物，也可人工合成[2]，主要以片劑、膠囊或者散裝粉等形式出現(xiàn)在各種娛樂場所，可以通過口服或者鼻吸的方式攝入，此外也有注射。它們很容易被胃腸道吸收，一部分吸收物被分解，其他則隨尿排出。不同個體對哌嗪類物質(zhì)的排出率存在很大差異，這增加了它們毒性的可變性[2]。目前，我國已列管了6種哌嗪類新精神活性物質(zhì)，見表1。

表1 我國已管制的6種哌嗪類新精神活性物質(zhì)

3 哌嗪類新精神活性物質(zhì)的藥理和毒理學(xué)性質(zhì)

哌嗪類物質(zhì)能刺激5-羥色胺等的釋放、抑制和再攝取[12]。其主要分布于松果體和下丘腦，其中90%由胃腸道的腸嗜鉻細(xì)胞合成[15]。這些腸嗜鉻細(xì)胞產(chǎn)生的5-HT比所有神經(jīng)元和其他來源的總和還要多，從而使腸嗜鉻細(xì)胞成為人體中這種生物胺的主要來源。5-HT也是一種有效的免疫調(diào)節(jié)劑，可通過其受體以及磺酰化過程影響各種免疫細(xì)胞[16]。

哌嗪類新精神活性物質(zhì)會造成體內(nèi)5-HT的耗竭，色氨酸羥化酶的失活以及整個前腦末端視野中SERT結(jié)合位點的丟失。BZP和TFMPP會引起轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)的5-羥色胺([3H]5-HT)和1-甲基-4-苯基吡啶鎓離子([3H]MPP+)的釋放，其中BZP是[3H] MPP+的釋放劑，而TFMPP是[3H]-5-HT的釋放劑，這些釋放特性由多巴胺(DAT)和5-HT轉(zhuǎn)運蛋白底物的活性介導(dǎo)[17]。BZP是一種強大的運動刺激劑，可引起下肢活動，嗅覺和頭部晃動的劑量依賴性增加，類似于苯丙胺的作用，其主要通過依賴DAT機制從神經(jīng)元釋放DAT和5-HT[18,19]。MDBP是BZP的亞甲基二氧衍生物，也是治療性藥物Fipexide的主要代謝物[20]。其中TFMPP是一種非選擇性的5-HT受體激動劑，能與多種5-HT受體亞型和突觸前SERT位點相互作用[21]。例如其會對5-HT1和5-HT2受體亞型表現(xiàn)出一定的親和力[22,23]，它刺激內(nèi)源性5-HT釋放的能力至少比MDMA低三倍[24]。mCPP則通過SERT介導(dǎo)的過程刺激伏隔核中5-HT的釋放，類似于典型的5-HT釋放劑芬氟拉明[25]，它能影響所有的單胺系統(tǒng)，尤其是血清素途徑。mCPP消除半衰期為靜脈注射2.4～6.8 h，口服2.6～6.1 h[27]。BZP和TFMPP具有協(xié)同作用，能夠產(chǎn)生與MDMA相似的作用，但是效力沒有MDMA高。TFMPP和mCPP在5-HT2C受體上是完全激動劑[28]。

攝入哌嗪類新精神活性物質(zhì)的主要毒理學(xué)效應(yīng)包括焦躁、瞳孔散大、竇性心動過速以及高血壓。此外還有惡心、嘔吐、焦慮、QTc間期延長、低鈉血癥以及8 h后出現(xiàn)驚厥等[26]。攝入MCPP不會影響心率和血壓，而會產(chǎn)生類似的興奮劑和致幻效應(yīng)。攝入mCPP會產(chǎn)生興奮、焦慮、惡心、頭痛和潛在的心血管癥狀。攝入MDBP則可能會導(dǎo)致發(fā)燒、嚴(yán)重肝細(xì)胞壞死和暴發(fā)性肝衰竭。

4 哌嗪類新精神活性物質(zhì)的體內(nèi)代謝過程

哌嗪類新精神活性物質(zhì)的代謝過程受CYP2D6、CYP1A2、CYP3A4、CYP2C19和CYP2C9的影響。BZP的主要代謝途徑包括芳香環(huán)羥基化和哌嗪基降解[29,30]。其代謝產(chǎn)物主要有4-OH-BZP、4-OH-3-MeO-BZP、3-OH-BZP、哌嗪、芐胺和n-芐二胺。前兩者常以葡萄糖醛酸和/或硫酸鹽偶聯(lián)物的形式從尿液中排出[31]。MDBP的代謝是先去甲基化成N-(4-羥基-3-甲氧基芐基)哌嗪，而后其中一部分進行葡萄糖醛酸化或硫酸化，另一部分降解為N-(3,4-亞甲基二氧基芐基)乙二胺和3,4-亞甲基二氧基芐胺及N-脫烷基托吡嗪[29]。苯基哌嗪主要的代謝反應(yīng)是通過羥基化(mCPP、TFMPP)或鄰甲基去甲基化(MeOPP)，此外還包含酚代謝物的部分葡萄糖醛酸化或硫酸化、兒茶酚的甲基化和苯胺衍生物部分的乙?；?。TFMPP是一種對5-HT產(chǎn)生影響的中樞活性化合物[32]。TFMPP代謝反應(yīng)可分為兩步：Ⅰ期反應(yīng)主要是芳環(huán)羥基化和哌嗪部分降解。Ⅱ期反應(yīng)主要是Ⅰ期代謝物的葡萄糖醛酸化，硫酸化和乙?；痆33]。MeOPP是恩西哌酮、粟粒丁、烏拉地爾、丙氨芐嗪和奧施帕丁等的代謝產(chǎn)物。MeOPP的主要代謝途徑包括脫甲基化生成4-HO-PP和哌嗪基的降解，其中CYP2D6是主要負(fù)責(zé)MeOPP物質(zhì)O -去甲基化的酶。mCPP是恩佐拉唑、依哌替丁等的代謝物[31]。由于CYP2D6介導(dǎo)的羥基化作用，mCPP主要代謝反應(yīng)包括芳環(huán)的羥基化和哌嗪部分降解，代謝產(chǎn)物為兩種羥基-mCPP異構(gòu)體，N-(3-氯苯基)乙二胺、3-氯苯胺和兩種羥基-3-氯苯胺異構(gòu)體。苯胺衍生物部分被乙酰化為N-乙?；?羥基-3-氯苯胺異構(gòu)體和N-乙?；?3-氯苯胺[34]。由于細(xì)胞色素P450參與前體抗抑郁藥物和mCPP自身的代謝，這些藥物的攝入和遺傳多態(tài)性以及藥物誘導(dǎo)劑的共同作用可能會影響mCPP及其代謝物的代謝情況和血漿濃度[26,35]。CYP1A2、CYP2D6和CYP3A4這三種同工型能夠催化TFMPP羥化反應(yīng)，其中CYP2D6是最重要的酶[36]。

5 哌嗪類新精神活性物質(zhì)的檢驗方法

哌嗪類新精神活性物質(zhì)的檢驗方法主要有毛細(xì)管電泳法[38 - 45]和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[46 - 64]等。

5.1 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳[38]操作簡單，試樣量少，分離效率較高，但在重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性方面會比色譜法稍微不足。Denis等曾建立了一種快速的毛細(xì)管電泳法用于測定藥物中的哌嗪，實驗以二乙胺作為內(nèi)標(biāo)進行哌嗪定量。結(jié)果表明該方法線性良好，其精密度和準(zhǔn)確性均較好[39]。Bishop等通過優(yōu)化手性CE分離技術(shù)來測定哌嗪類物質(zhì)，其在23 min內(nèi)即可檢測出6種哌嗪物質(zhì)[40]。iroká等建立了一種簡單的毛細(xì)管電泳方法，用于選擇性分離和測定oCPP、mCPP和pCPP[41]。

5.2 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

DeRuiter等借助氣相色譜-質(zhì)譜法對MDBP、TFMPP等6個具有異構(gòu)關(guān)系的新精神活性物質(zhì)進行了分析。實驗發(fā)現(xiàn)，所有TFMPP-MDBP異構(gòu)體均與5-HT2B受體顯著結(jié)合，與3-TFMPP相比，大多數(shù)TFMPP-MDBP異構(gòu)體未與5-HT1受體亞型顯著結(jié)合[46]。Jing等借助氣相色譜/氮磷檢測器建立了一種檢測1-(3-三氟甲基苯基)哌嗪和1-(3-氯苯基)哌嗪[47]的新的實驗方法。氮磷檢測器是一種用于檢測農(nóng)藥和食品中氮和磷的質(zhì)量檢測器，常以高選擇性和靈敏度應(yīng)用于微分析(如藥物和農(nóng)藥，生物化學(xué)，食品檢驗等)并減少物質(zhì)的干擾[48]。將其應(yīng)用于生物樣品中新精神活性物質(zhì)的分析有一定的借鑒和參考。Shin等借助液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定了人發(fā)樣品中包括3種哌嗪藥物在內(nèi)的75種濫用藥物[49]。實驗考察了純化方式和色譜柱選擇，選擇了分散固相萃取法作為最優(yōu)方式，Acquity HSS T3色譜柱最佳色譜柱。最終，該方法使用10 mg頭發(fā)樣品開展實驗研究，定量限為2～200 pg/mg，平均回收率在87.1%～105.3%之間。這為少量毛發(fā)中多種濫用藥物的快速準(zhǔn)確檢驗提供了一定的借鑒和參考。Rocchi等建立并驗證了一種通過超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時篩查和定量口腔液中包括哌嗪等在內(nèi)的31種新精神活性物質(zhì)的檢驗方法[50]。與血液一樣，口腔液可檢測出攝入幾小時內(nèi)的濫用藥物及其代謝物。相比較血液，口腔液在采集過程中不受時間地點的限制，不需要事先對采集人員開展相應(yīng)培訓(xùn)。由于口腔液中往往有其他粘液和食物殘渣，因此需開展相應(yīng)的預(yù)處理，現(xiàn)有報道中的預(yù)處理方法有聚合物整體柱微萃取[51]、固相微萃取[52]、液液萃取[53]、固相萃取[54]和填充吸附微萃取[55]等。實驗利用填充吸附劑微萃取對樣品進行凈化，通過超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UHPLC-MS/MS)進行定量分析。該方法回收率較高，具有良好的分析性能，口腔液可作為濫用藥物檢測的合適基質(zhì)。

表2列舉了不同檢材中哌嗪類物質(zhì)的分析方法。

表2 哌嗪類物質(zhì)的分析方法

(續(xù)表2)

6 結(jié)語和展望

本文介紹了哌嗪類新精神活性物質(zhì)及其藥理毒理學(xué)性質(zhì)、體內(nèi)代謝過程以及檢驗方法。哌嗪類物質(zhì)是一類苯丙胺樣化合物，是繼苯丙胺類物質(zhì)之后被濫用的新精神活性物質(zhì)。攝入哌嗪類新精神活性物質(zhì)后會出現(xiàn)焦躁、惡心、嘔吐、瞳孔散大、竇性心動過速等不良癥狀。人攝入BZP后會出現(xiàn)心率增加情況；攝入MCPP會產(chǎn)生興奮和致幻效應(yīng)；攝入mCPP會產(chǎn)生興奮、頭痛；攝入MDBP則可能會導(dǎo)致發(fā)燒、嚴(yán)重肝細(xì)胞壞死。哌嗪類新精神活性物質(zhì)在體內(nèi)的代謝受CYP2D6、CYP1A2、CYP3A4、CYP2C19和CYP2C9的影響。目前，哌嗪類新精神活性物質(zhì)的檢驗方法有色譜、質(zhì)譜聯(lián)用法和毛細(xì)管電泳法等，且主要以色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)為主。

非法制毒工廠以哌嗪為基礎(chǔ)物質(zhì)，通過對其自身化學(xué)結(jié)構(gòu)研究，合成出越來越多的一系列活性更高的哌嗪類衍生物，不法分子在很短的時間內(nèi)研發(fā)合成出新的非管制物質(zhì)。對其檢驗研究工作任重道遠。研究人員應(yīng)重視其在生物檢材和體外不同狀態(tài)下檢驗技術(shù)的建立和開發(fā)以及新型分析儀器在此方面的應(yīng)用，以期實現(xiàn)對哌嗪類新精神活性物質(zhì)的準(zhǔn)確、快速、實時監(jiān)測。