将药物组学分析与化学计量学相结合，有助于追踪假药的来源：一项概念验证研究

《Forensic Science International: Genetics》：Pharmabiome analyses in tandem with chemometrics can help trace the provenance of falsified medicines: a proof-of-concept study

本研究通过环境DNA测序和质谱技术，在英格兰和泰国制造模拟伪劣药片，发现两地药片的微生物群和同位素组成存在显著差异，证实了产地对伪劣药片特征的影响。当存在已知来源的参考样本时，生物和化学特征可有效预测药品原产地，并开发了一种新的地理信息整合方法，用于无参考样本情况下的原产地推断。

　　全球范围内，假药的流通已成为一个严重威胁公共健康的问题，尤其在低收入和中等收入国家（LMICs）更为突出。假药不仅可能缺乏有效的活性药物成分（APIs），还可能含有错误剂量的APIs或完全不同的成分，这些行为严重损害了患者的健康，并可能导致抗生素耐药性的增加。假药的生产往往隐藏在非法网络中，通过复杂的全球供应链进入市场，这使得追踪其来源变得极其困难。因此，开发能够有效识别假药来源的分析方法，成为解决这一问题的关键。

本研究的目的是测试一种概念验证方法，以评估是否可以通过生物特征和化学同位素特征来定位假药的生产地点。研究团队在两个相距较远的地点（英格兰和泰国）分别制造了药片，采用相同的制造工艺、辅料成分和环境条件。通过环境DNA（eDNA）元条形码分析、实时直接分析-质谱（DART-MS）以及同位素比质谱（IRMS）等技术，对药片进行了全面的生物和化学特征分析。研究结果显示，不同地点制造的药片在细菌和真核生物多样性方面表现出显著差异，这可能与制造过程中使用的水和生产环境的生物信号有关。

此外，药片的化学同位素特征也显示出与制造地点相关的差异，但这些化学差异的具体来源尚不明确。研究团队认为，这些差异可能受到制造过程中使用的原材料、环境条件以及制造工艺的影响。因此，假药可能包含独特的生物和化学信号，这些信号可以作为其来源的指示。然而，目前在假药追踪中，如何将这些信号与具体的生产地点联系起来，仍然是一个挑战。

为了更好地理解这些信号的来源，研究团队进一步探讨了不同制造条件对药片生物特征的影响。在实验设计中，药片的制造采用了三种不同的情景：（1）在封闭实验室中进行直接压片；（2）在开放窗户的实验室中进行直接压片；（3）在开放窗户的实验室中使用自来水进行湿法制粒。这些不同的制造条件导致了药片在生物特征和化学特征上的显著变化。研究结果显示，使用水的药片在细菌和真核生物多样性方面表现出更高的丰富度和多样性，而使用自来水的药片则在化学特征上显示出更多的变化。

在假药追踪的研究中，生物和化学特征的分析已被提出为一种有效的手段，能够将假药与非法生产地点联系起来。通过捕捉制造过程中产生的污染物和化学指纹，可以推测假药的来源。然而，目前的研究仍存在一些局限性，特别是在缺乏参考样本的情况下，如何准确地进行地理定位仍然是一个难题。因此，研究团队提出了一个新的映射方法，利用eDNA衍生的物种识别和公开的物种分布数据，来推断假药的地理来源。

本研究的成果表明，通过综合生物和化学特征的分析，可以更有效地追踪假药的来源。然而，这一方法的应用仍然受到一些因素的限制，例如物种分类的分辨率和某些物种的广泛分布范围。因此，未来的研究需要进一步优化这些方法，以提高其准确性和适用性。此外，研究团队还指出，假药的生物和化学特征可能受到多种因素的影响，包括制造过程中的环境条件、使用的原材料以及制造工艺本身。

综上所述，本研究为开发综合、多维度的假药溯源工具提供了实验支持，推动了全球范围内对抗假药这一被忽视的公共卫生问题的努力。通过进一步研究和优化这些方法，可以提高假药追踪的准确性和效率，从而更好地保护患者的健康和公共安全。