Gidazepam及其代谢物Desalkylgidazepam的人体代谢特征与GABAAR/TSPO受体活性的计算模拟研究

《Archives of Toxicology》：Insights into the human metabolism and in silico receptor activity of gidazepam and desalkylgidazepam

本研究针对新型精神活性物质中gidazepam及其活性代谢物desalkylgidazepam的代谢途径不明确、特异性生物标志物缺乏等问题，通过人肝细胞孵育和真实中毒案例血液分析，结合分子对接模拟，系统阐明了二者的代谢特征及其在GABAAR和TSPO受体上的活性差异。研究发现gidazepam主要通过N-脱烷基化代谢，而desalkylgidazepam则发生羟基化及后续葡萄糖醛酸化；计算模拟显示gidazepam在GABAAR上亲和力较低，可能作为前体药物发挥作用，而在TSPO上表现出较高结合活性。该研究为临床毒理学检测提供了特异性生物标志物，并为理解该类药物的药理机制提供了新视角。

　　

在新型精神活性物质（NPS）不断涌现的背景下，设计性苯二氮卓类药物因其潜在滥用风险和公共健康威胁而备受关注。其中，gidazepam作为一种最初在俄罗斯和乌克兰获批的 anxiolytic（抗焦虑药），其活性代谢物desalkylgidazepam自2022年起陆续在美国、加拿大、欧洲及亚洲的非法药物市场中出现，并与多药滥用所致的中毒及死亡案例相关。然而，gidazepam在人体内快速转化为desalkylgidazepam，使得区分两者摄入的特定生物标志物难以确定，同时，二者在γ-氨基丁酸A受体（GABA_AR）和18 kDa转运蛋白（TSPO）上的药理活性差异亦不明确。为此，研究团队在《Archives of Toxicology》上发表了一项整合实验分析与计算模拟的研究，系统揭示了gidazepam和desalkylgidazepam的代谢途径及其受体活性特征。

为全面解析gidazepam与desalkylgidazepam的代谢特征与药理机制，研究人员采用了多种关键技术方法：首先，利用人肝细胞体外孵育模型模拟药物代谢过程，结合高分辨质谱（LC-HRMS）对代谢产物进行定性与定量分析；其次，收集一例经确认的desalkylgidazepam阳性中毒案例的血液样本，验证体内代谢情况；此外，借助GLORYx在线工具预测药物代谢路径；最后，通过AutoDock Tools和UCSF Chimera进行分子对接与分子动力学模拟，评估gidazepam、desalkylgidazepam及其羟基代谢物在GABA_AR和TSPO受体上的结合模式与亲和力。

代谢物鉴定与分析

通过人肝细胞孵育与真实血液样本的LC-HRMS分析，研究人员系统鉴定了gidazepam和desalkylgidazepam的代谢产物。gidazepam主要经历N-脱烷基化（生成desalkylgidazepam）、N-乙酰化和N-葡萄糖醛酸化等反应；而desalkylgidazepam则主要通过羟基化及后续的O-葡萄糖醛酸化进行转化。在血液样本中，gidazepam-N-葡萄糖醛酸和N-乙酰gidazepam被确定为gidazepam摄入的特异性生物标志物。

GABA_AR受体活性的计算模拟

分子对接与动力学模拟显示，gidazepam在GABA_AR的经典α₁γ₂结合位点亲和力较低（K_i＝2400 nM），其分子中的肼基与疏水氨基酸相互作用，削弱了结合稳定性，提示gidazepam可能作为前体药物发挥作用。相比之下，desalkylgidazepam及其(3R)-和(3S)-羟基代谢物在α₁γ₂界面表现出与diazepam相当的强亲和力（K_i≈14 nM），并通过氢键与Ala281等残基稳定结合。此外，gidazepam在α₁β₂亚基跨膜结构域等非经典位点也显示一定亲和力，这可能与其抗焦虑效应相关。

TSPO受体活性的计算模拟

在TSPO受体模拟中，gidazepam及其羟基代谢物在POPC（1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱）和PVCL2（1,1'-棕榈酰-2,2'-空血管心磷脂）脂质环境中均显示较高结合活性，其中(3S)-羟基代谢物在PVCL2膜中亲和力最强。desalkylgidazepam则未能与TSPO稳定结合，在模拟过程中迅速溶剂化。研究还发现，TSPO结合口袋附近的Arg43残基及脂质分子的极性相互作用对配体结合稳定性起关键作用。

本研究通过整合实验分析与计算模拟，明确了gidazepam和desalkylgidazepam的代谢路径及受体活性差异。代谢研究表明，gidazepam-N-葡萄糖醛酸和N-乙酰gidazepam可作为其摄入的特异性血液生物标志物，而desalkylgidazepam则主要通过羟基化代谢。计算模拟结果支持gidazepam作为前体药物，通过其代谢物发挥GABA_AR调节作用，同时其本身对TSPO受体具有较高亲和力，可能通过影响神经甾体合成途径产生额外药理效应。这些发现不仅为临床毒理学检测提供了关键标志物，还深化了对设计性苯二氮卓类药物多靶点作用机制的理解，为后续药理与毒理研究奠定基础。