世界杯背后的科学:兴奋剂检测

【字体: 时间:2014年06月17日 来源:生物通

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  国际足联(FIFA)的口号是:让足球远离兴奋剂(to keep football free of doping)。的确,自1994年美国世界杯期间马拉多纳被检出服用麻黄碱之后,世界杯比赛再也没有一名球员因兴奋剂而落马。这不禁让人欣慰,但也不免担心,是兴奋剂发展得太快了吗?

  

国际足联(FIFA)的口号是:让足球远离兴奋剂(to keep football free of doping)。的确,自1994年美国世界杯期间马拉多纳被检出服用麻黄碱之后,世界杯比赛再也没有一名球员因兴奋剂而落马。这不禁让人欣慰,但也不免担心,是兴奋剂发展得太快了吗?

国际足联的首席医疗官Jiri Dvorak也坦承:“无论采用什么手段,都不可能完全让所有运动员停止使用兴奋剂,而且最新型的兴奋剂永远比检测手段发展得更快。目前的兴奋剂检测策略还是在20世纪60年代后期制定的,当今体育世界已经有了很大改变,因此我们也需要考虑改变检测策略。”

兴奋剂的种类

世界反兴奋剂机构(WADA)每年都在更新违禁品清单。2014年的清单列出了赛内和赛外都必须禁用的物质和手段(In- and out-of-competition)以及比赛时禁用的物质和手段(In-competition)。此外,它还列出了特定运动中禁用的物质,比如酒精和β-阻断剂,前者在汽车、摩托车等运动中被禁用。

赛内和赛外都必须禁用的物质和手段:

S0. 未经批准的物质
S1. 蛋白同化制剂(ANABOLIC AGENTS),包括蛋白同化雄性激素及其他同化制剂
S2. 肽类激素、生长因子及相关物质,包括促红细胞生成素(EPO)和生长激素(HGH)
S3. β-2激动剂
S4. 激素与代谢调节剂
S5. 利尿剂及其他掩蔽剂
M1. 血液及血液组分的操作,如血液回输
M2. 化学和物理的操作
M3. 基因兴奋剂

比赛时禁用的物质和手段:

S6. 刺激剂
S7. 麻醉剂
S8. 大麻类
S9. 糖皮质激素

兴奋剂的检测

对于这些物质,除肽类激素属于生物大分子外,其他均属小分子药物,主要采用气相色谱(GC)、气相色谱/质谱(GC/MSD)、高效液相色谱(HPLC)及液相色谱/质谱(LC/MS)和串接质谱(MS/MS)等方法检测,同时高分辨率质谱(HRMS)和同位素质谱(IRMS)等也常常作为确证中重要的分析手段。

赛默飞世尔作为中国反兴奋剂中心的合作伙伴,曾参与并支持了2008年北京奥运会的兴奋剂检测工作。它为检测多种禁用物质提供了解决方案,比如利用ISQ单四极杆气质联用仪可分析尿液中的苯环己哌啶、苯甲酰芽子碱、可卡因和主要代谢物,以及六种麻醉剂。具体的应用指南详见文末。

体内药物的清除主要通过尿液排出,因此,大多数兴奋剂的检测选用尿样。尿样进入实验室,首先进行尿样pH值和尿比重测定,然后按四类大药物分成四组对所有的样本进行筛选分析。当发现某样本可能有某种药物或其代谢产物时,此样本尿样要重新提取,再进行该药物的确认分析。此提取过程与空白尿(即肯定不含有此药物的尿液)和阳性尿样(即服用过该药物后存留的尿样)同时进行,以保证确认万无一失。

血样检测则补充了尿样分析方法的不足,检测对象主要是内源性激素兴奋剂,包括血液回输、红细胞生成素、生长激素、绒毛膜促性腺激素、睾酮等的检测。然而,由于采血创伤,血检的全面推广始终有一定困难。

兴奋剂检测的工作并非在任何实验室都能开展。目前全球有32个实验室经过WADA认证,可开展人类兴奋剂检测的样本分析。这些实验室分布在亚洲、非洲、欧洲、美洲和大洋洲。我国也有一个,就是国家体育总局反兴奋剂中心,它在北京奥运会之前成立。

然而,此次世界杯的兴奋剂检测有些棘手,因为巴西里约热内卢的兴奋剂检测实验室在去年被撤销了,这意味着所有样本必须送到其他实验室进行检测。美国的盐湖城、洛杉矶以及加拿大的蒙特利尔均设有检测机构,离巴西也比较近。但国际足联考虑到之前世界俱乐部杯和联合会杯比赛的样本已保存在瑞士洛桑的实验室,所以还是舍近求远,选择了洛桑。

于是,此次世界杯的大量样本就需要经过30多小时的长途旅行,才能到达洛桑。有人担心时间太久,样本中复杂的生物成分会发生变化。对此,Dvorak称,他们采用了一种特制的自动冷却箱,可将样本温度保持在10摄氏度。这种冷却箱能记录整个运输过程的温度,让实验室监控样本的运输条件。“我们正采取一切必要措施,以确保样本安全,并尽快到达实验室,”Dvorak说。

生物护照

尽管上几届世界杯并没有人以身试法,但国际足联还是决定采用最严格的兴奋剂检测手段。它计划在本届世界杯为所有参赛球员建立生物护照(Athlete Biological Passport)。生物护照是留取运动员的血样和尿样,并建立专门的个人指标数据档案,通过纵向分析血样和尿样中的类固醇异常变化,判定运动员是否服用了兴奋剂。

对于2014年世界杯,所有参赛球员都将在比赛前接受至少一次血检和尿检。比赛期间,每支队伍还会有两名球员在赛后接受检查,其他任何时候都可能有其他的检查。实验室会分析这些样本,并与之前比赛的样本进行比较,如果类固醇和激素水平明显不同,则会对球员进行更有针对性的检测。

针对一些新型兴奋剂可能暂时无法检测出来,国际足联决定从本届世界杯开始,保存所有的血样和尿样,这样在未来能随时用新的手段去重新进行检测。对于“有些想法”的球员来说,相信这具有很大的威慑力。

不过,总的来说,在足球比赛中服药的球员还是相当少。在2005-2013年国际足联的23万份兴奋剂检测中,只有93例使用提高运动机能的类固醇或激素类兴奋剂,而另外659例是服用大麻、可卡因和类似的毒品。难怪Jiri Dvorak教授很有信心地说,足球是反兴奋剂方面的No. 1。(生物通 余亮)

精选应用指南:

DSQII 检测尿液中的可卡因和吗啡

ISQ分析尿液中的苯环己哌啶

ISQ分析尿液中的苯甲酰芽子碱

更多应用指南,欢迎向赛默飞世尔索取

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