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本文聚焦假药问题，探讨其现状、特征及追踪技术。通过分析物理化学（如 DART-MS、稳定同位素分析）和生物学（eDNA 代谢条形码）等技术，为追踪假药来源提供思路，对打击假药贸易、保障公众健康具有重要意义。
1. 引言
1.1. 假药的定义、历史、贸易及社会影响洞察
假药贸易是全球化背景下规模庞大且利润丰厚的欺诈市场，严重阻碍联合国可持续发展目标 3 中 “公平获取安全、有效、高质量且负担得起的基本药物和疫苗（目标 3.8）” 的实现。世界卫生组织（WHO）将假药定义为欺诈性地歪曲其身份、成分或来源的 “劣质” 产品，需与因生产、运输或储存过程中无意错误导致质量不佳的不合格药品区分开来。
据估计，2017 年低收入和中等收入国家（LMICs）有 10.5% 的医疗产品为假药或不合格产品，不同研究估算的比例存在差异，且流行病学数据质量和数量欠佳，假药与不合格药品易混淆。假药对健康和社会经济危害巨大，每年在撒哈拉以南非洲，因假药或不合格抗疟药导致约 11.6 万人死亡，全球因治疗儿童严重肺炎的劣质抗生素导致约 16.9 万人死亡。此外，还会导致患者恢复缓慢、产生抗菌耐药性，加剧公众对公共卫生系统的不信任并造成经济损失 。
假药现象由来已久，从古代埃及集市的假药草，到二战后青霉素短缺引发的黑市假药，再到近期不同国家出现的假 COVID-19 疫苗。目前，假药贸易额每年约 700 - 2000 亿美元，其吸引力源于高利润、低风险和低惩罚。假药贩子包括各类犯罪网络、卫生机构工作人员甚至合法制药公司。在本地，假药贸易因消费者需求、治理不善和监管能力薄弱而猖獗；在全球，边境管控不力和跨国合作缺失为其提供便利。同时，合法药品供应链复杂、不透明，也为假药流入创造机会。
1.2. 假药的特征及其制造过程
假药制造和分销通常包含获取运输原材料、生产成品、制作包装和流入销售渠道这几个步骤，且顺序和地点不固定，“洗白” 步骤可能在生产前。假药具有高度异质性，可能涉及药品本身、包装和标签的造假。按成品成分，假药可分为不含活性药物成分（API）、API 含量错误或含有未标注 API 等类型，还可能含有意外辅料或有毒杂质。
假药包装常使用伪造包装，近年来，由于高质量印刷和包装技术普及，包装造假变得更容易，也存在重复使用或篡改正版包装的情况。
1.3. 假药的来源
目前有多种检测技术用于拦截假药，但追踪假药的生产地点和制造者仍是难题。传统刑事调查是主要手段，但公开的关于假药地理来源的客观流行病学证据很少。适应食品欺诈、非法毒品和野生动物贸易领域的技术，有望加强假药追踪调查。
正版药品成分来源多样，假药原材料同样可能来自世界各地，制造 “设施” 差异大，交易网络跨国且复杂，这些都增加了追踪假药来源的难度。例如，一种标为 Avastin?（贝伐单抗）的假药经复杂贸易路线进入美国，因对癌症患者无效才被发现。
1.4. 定位假药的方法及本综述的目的
假药的 “非本地化” 阻碍其根除，对假药（及其包装）的协作法医分析可帮助解决关键问题，如不同假药是否同源、成分来源及生产地点等。本文将概述可能有助于回答这些问题的实验室技术，重点介绍三种创新技术，并描述如何利用这些技术揭示假药的地理来源和供应路线，还将提出整合不同法医证据的策略，以更有效地追踪假药。
2. 潜在追踪假药的分析实验室技术
2.1. DART 质谱
DART-MS 是一种电离光谱技术，利用超热亚稳气态原子流使样品中的化学物质解吸并电离，通过压力梯度或电场将离子转移到质谱仪，根据质荷比（M/Z）分离。该技术可分析多种样品，优势在于能在空气中直接分析，样品制备简单，对样品损伤小，适用于假药这类量少的样品后续分析。
DART 与飞行时间质谱（TOF-MS）联用，可快速生成高分辨率质谱，用于产品认证。例如，Bernier 等人用 DART-TOF-MS 分析了撒哈拉以南非洲收集的 192 片假药抗疟药，区分出不同类型的假药，显示出该技术在检测假药和揭示制造模式方面的适用性。通过与已知来源的参考样品对比，DART 数据可用于推断假药样品的来源，如在野生动物法医中，可区分不同来源的狮子骨。
不过，DART-TOF-MS 用于假药法医分析存在局限性，包括参考数据的实验室间转移问题，以及化合物鉴定的模糊性，可通过与气相色谱（GC）和液相色谱 - 质谱（LC-MS）等技术联用解决。
2.2. 稳定同位素比率分析
稳定同位素分析技术基于元素不同同位素的自然相对丰度变化，受气候、地质、生态和生理等因素影响，材料携带的独特同位素特征可反映其起源环境、化学结构和合成信息，或生物标本的生命史和代谢过程。例如，通过测量材料中水分的18O/16O（δ18O ）和2H/1H（δ2H ）同位素比率，可推断其地理来源；13C/12C（δ13C ）能提供植物源材料的植物学信息 。
同位素比率质谱（IRMS）是解析同位素组成的主要技术，已广泛用于食品欺诈和非法野生动物贸易的法医调查，在药品追踪和认证中也有应用。分析假药的稳定同位素比率，可通过测量药品整体的同位素比率，基于多同位素特征聚类区分未知来源的假药；也可对分离的假药成分进行化合物特异性分析，获取原材料来源和产品地理来源的更具体信息，如假药中13C 值较高可能与使用热带和亚热带地区广泛种植的 C4 作物来源的辅料有关。
核磁共振（NMR）在滥用药物法医中用于了解产品成分的合成来源，在假药分析中，可通过检测 API 特定位置的 C 和 H 同位素比率差异，区分化学相同的药品批次，识别 API 及其前体的合成路线和来源。
稳定同位素分析用于假药追踪也有局限性，需与其他筛选技术结合预选样品和辅助结果解释，要优化方法确保测量准确性和精度，还依赖建立全球规模的数据库，考虑样品制造、储存和降解过程中的分馏效应。
2.3. eDNA 代谢条形码
非人类生物痕迹证据在法医调查中具有重要价值，植物、动物和微生物的相关证据可帮助确定犯罪活动的地点、时间或污染源。假药中的生物痕迹证据是多种真核生物和细菌类群的混合群落，传统识别方法如孢粉分析和微生物培养劳动强度大且依赖专业人员。
环境 DNA（eDNA）技术的发展为法医领域带来新选择，eDNA 是生物体受损细胞释放到环境中的游离 DNA，现代提取试剂盒可从极少量样品中回收 eDNA。基于 eDNA 的群落物种识别主要有代谢条形码和宏基因组学两种方法，代谢条形码通过扩增特定 DNA 区域（分类标记）并测序来识别物种，宏基因组学则是对样品中所有基因内容进行测序后再重建基因组区域识别物种 。
代谢条形码是常用的基于 DNA 的群落物种识别方法，针对不同生物类群有特定的分类标记和相应数据库。该技术在假药、非法药物、草药和食品产品的法医研究中已有应用，例如，Young 等人在假药抗疟药研究中，通过 eDNA 分析不仅区分了真假药和不同类型的假药，还检测到与东亚地区相关的物种以及用于生产药品辅料的植物，为缩小假药制造地点范围提供线索。在蜂蜜产地认证中，该技术也成功区分了不同产地的蜂蜜。
不过，eDNA 技术用于假药分析存在困难，如难以确定 eDNA 序列来源于药品的哪个成分，且存在人类 DNA 时可能引发不当使用风险，如种族 profiling 和误判无辜人员。
3. 从证据到情报：如何结合实验室技术和开发数据分析工作流程以产生可操作的法医情报？
目前尚无专门针对假药和疫苗法医分析的实验室工作流程和数据分析框架。对于查获的未知假药样品，可通过对整体产品进行 DART、IRMS 和 eDNA 测序，然后对多变量数据集进行基于聚类的相似性分析，回答假药是否同源的问题。
分析时可先使用无监督算法（如主成分分析 PCA、层次聚类分析 HCA）揭示数据结构和分组，再用有监督算法（如偏最小二乘判别分析 PLS-DA 和软独立建模类比 SIMCA）对样品分类。若未知假药能与有地理信息的参考假药聚类，可推断其生产地点；若缺乏参考样品，聚类分析和特征选择可帮助筛选样品子集，对其成分进行 IRMS 测量以确定成分来源，对 eDNA 数据特征进行分类以推断地理位置或涉及人员的种族信息。
假药调查目前缺乏包含大量样品详细实验室数据、查获信息和背景信息的参考数据库，未来应创建此类数据库，促进制药公司、执法机构和调查人员之间的数据共享。
4. 结论
目前，人们对假药贸易的多样性、来源定位及有效干预措施的了解还十分有限。不过，现有的多种实验室技术可更详细地描述假药的物理化学和生物学特征。通过调整已有的真实性检测方法和数据分析框架，或应用新的法医技术（如 eDNA），可利用这些特征信息调查假药的来源和贸易联系。未来需深入研究这些技术在假药样本关系和来源分析中的能力与局限性，建立综合数据库，并加强学术、监管、执法机构和制药行业之间的沟通与合作，以有效打击药品和疫苗造假行为。
