N-吡咯烷基氟依托尼嗪在体外与体内代谢及其μ-阿片受体(MOR)亲和力的研究

《Drug Testing and Analysis》:Investigation of the In Vitro and In Vivo Metabolism and μ-Opioid Receptor Affinity of the Nitazene N-Pyrrolidino Fluetonitazene

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Drug Testing and Analysis 2.7

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  N-吡咯烷基氟依托尼嗪(N-pyrrolidino-4′-(2-fluoroethoxy) nitazene)亦称氟依托尼嗪吡咯烷,是依托尼嗪吡咯烷(etonitazepyne)的氟代类似物,属于新型合成阿片类(new synthetic opioids, N

  
N-吡咯烷基氟依托尼嗪(N-pyrrolidino-4′-(2-fluoroethoxy) nitazene)亦称氟依托尼嗪吡咯烷,是依托尼嗪吡咯烷(etonitazepyne)的氟代类似物,属于新型合成阿片类(new synthetic opioids, NSOs);该类物质是增长最快的新精神活性物质之一。本研究采用混合人肝微粒体(pooled human liver microsomes, pHLM)开展体外代谢研究,并结合1例法医尸后真实样本对N-吡咯烷基氟依托尼嗪的代谢进行考察。定性分析采用液相色谱-高分辨率串联质谱(liquid chromatography-high resolution tandem mass spectrometry, LC-HR-MS/MS)完成。尿液和血液中N-吡咯烷基氟依托尼嗪的确证及半定量分析采用液相色谱串联质谱(liquid chromatography tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)进行。N-吡咯烷基氟依托尼嗪对μ-阿片受体(MOR)的亲和力通过基于LC-MS/MS的竞争性结合实验测定。研究人员在pHLM体外孵育体系中暂定鉴定出8种不同代谢物,其中3种,即M2 O-脱烷基化、M6氧化脱氨以及M8羧化形成N-丁酸,也在尸后尿液样本中检出。血液样本中仅发现1种代谢物,即M9,由5-氨基氟去硝基依托尼嗪经N-乙酰化形成。该代谢物仅见于体内样本,且为血液和尿液中最丰富的代谢物。研究人员还检出了代谢物M2(由4′-羟化形成),该代谢途径在其他nitazepyne型物质中也较为常见。基于N-吡咯烷基氟依托尼嗪的确证需求,研究人员建议将M8和M9纳入分析靶标化合物,因为二者为该化合物的特异性代谢物。进一步研究表明,基于LC-MS/MS的MOR受体亲和力检测可为N-吡咯烷基氟依托尼嗪提供可靠结果,且与既有放射性配体法所得结果一致。
该文发表于《Drug Testing and Analysis》,围绕新型合成阿片类中一类高度活跃且法医风险突出的硝氮烯类(nitazene analogues)展开。此类化合物具有2-苄基苯并咪唑骨架,虽与传统阿片或芬太尼在结构上并不相同,但可模拟相似药理效应,并与μ-、δ-、κ-阿片受体结合。其中μ-阿片受体(MOR,介导镇痛、欣快和呼吸抑制)在法医学上最为关键,因为呼吸抑制正是致命性阿片过量的重要机制。N-吡咯烷基氟依托尼嗪作为依托尼嗪吡咯烷的氟代类似物,近年已在欧洲及瑞士尸后样本中被发现,但既往工作主要停留在血尿定量和通用代谢标志物层面,对其完整生物转化途径仍缺乏系统解析。因此,开展该研究的必要性在于明确其体内外代谢特征、筛选能够用于法医确证的特异性代谢标志物,并评估其对MOR的亲和力,以服务于毒物鉴定、死因判断和风险评估。

研究人员结合体外代谢模型与真实法医样本,对该物质进行了代谢谱重建、定量分析和受体亲和力评价。结果显示,pHLM中共鉴定出8种体外代谢物,尸后尿液中检出M2、M7、M8以及仅见于体内样本的M9,尸后血液中仅检出M9。研究进一步指出,M8与M9具有较高特异性,适合作为N-吡咯烷基氟依托尼嗪的确证标志物;而M2虽较常见,但更适合用作nitazepyne类的一般筛查指标。与此同时,基于LC-MS/MS的MOR竞争结合实验测得该化合物Ki为0.166 nM,提示其对MOR具有很强亲和力,且结果与文献中放射性配体法数据一致,说明该非放射性方法可用于该类新型阿片的受体评价。

主要技术方法概括:研究人员以1例网络购得疑似nitazene衍生物的尸检案例为样本来源,采集股静脉血、心血和尿液。首先应用GC-MS与LC-HR-MS/MS确证查获液体中的目标物;随后以pHLM建立体外I相代谢模型,并用LC-HR-MS/MS比较体外孵育物与尸后样本中的代谢谱;血液和尿液中原型药采用LC-MS/MS定量;代谢物候选借助GLORYx进行in silico预测;MOR亲和力则采用以DAMGO为竞争配体的LC-MS/MS竞争结合实验测定。

在研究结果部分,论文按照代谢物逐一解析的方式展开。

3.1.1 Parent Compound—N-Pyrrolidino Fluetonitazene:研究人员首先界定母体化合物的保留时间、准分子离子及特征碎片,确认m/z 98.0968为N-吡咯烷基硝氮烯类的特征碎片,m/z 153.0707则提示其氟乙氧基侧链存在,为后续代谢物结构归属提供了参照框架。

3.1.2 Metabolite M1—Oxidation of the Pyrrolidine Ring:通过LC-HR-MS/MS碎片特征,研究人员认为M1由吡咯烷环脱氢形成双键,提示母体可在含氮侧链环结构上发生早期氧化性转化。

3.1.3 Metabolite M2—O-dealkylation:M2由烷氧基苄基侧链发生O-脱烷基化而来。该代谢物保留了吡咯烷环特征碎片,但失去了含氟侧链相关碎片,是后续体内样本中也能检出的重要代谢物之一。

3.1.4 Metabolite M3—O-dealkylation and Dehydrogenation at the Pyrrolidine Ring:M3同时经历O-脱烷基化与吡咯烷环脱氢,说明单步代谢产物可继续作为后续生物转化底物。

3.1.5 Metabolite M4—Oxidation of the Pyrrolidine Ring:M4被归因于吡咯烷环氧化。研究人员结合相近硝氮烯文献与碎片行为,提出其可能是M8形成过程中的中间体,提示环氧化可能先于开环羧化发生。

3.1.6 Metabolite M5—N,N-bisdealkylation:M5为N,N-双脱烷基化产物。失去吡咯烷环后,其碎片化模式明显转向以苯并咪唑核心为主,显示侧链脱除会显著改变质谱裂解偏好。

3.1.7 Metabolite M6—Hydrolytic Deamination of the Pyrrolidine Ring:M6被解释为吡咯烷环水解脱氨产物,进一步证明该环结构不仅可发生脱氢和氧化,也可经历断裂性转化。

3.1.8 Metabolite M7—O-dealkylation and Hydrolytic Deamination of the Pyrrolidine Ring:M7由O-脱烷基化和水解脱氨联合形成,是M6进一步代谢的结果之一,也在尿液中得到检出,说明其具有体内相关性。

3.1.9 Metabolite M8—Oxidative Ring Opening and Carboxylation:M8被鉴定为N-丁酸代谢物,即吡咯烷环经氧化开环并羧化后形成。该代谢物虽在体外信号不高,但在尿液中可检出,且保留了含氟侧链相关碎片,因此具有明确母体指向性,是本文提出的重要确证标志物。

3.2 Evaluation of the In Vitro Metabolic Profile:不同孵育时间结果显示,M1、M2、M5、M6等单步代谢物随时间下降,而M3、M4、M7、M8等多步代谢物随时间累积,支持研究人员构建的代谢通路模型,即早期中间代谢物会继续转化为更深层终末产物。

3.3 Identification of In Vivo Metabolites:真实尸后样本分析表明,尿液中可见M2、M7、M8及新代谢物M9,血液中仅见M9。作者指出,M2和M7缺乏种属内特异性,因为它们是N-吡咯烷基nitazene类共有代谢物;相比之下,M8因保留含氟特征而可用于明确指向N-吡咯烷基氟依托尼嗪。M9为5-acetamido-N-pyrrolidino fluetodesnitazene,是最丰富的体内代谢物,且未在pHLM中出现,提示其属于I相之后的II相N-乙酰化产物。

3.4 Detection and Quantitative Analysis of N-Pyrrolidino Fluetonitazene and Other Drugs in the Authentic Case Samples:LC-MS/MS定量显示,目标物在股静脉血中低于0.75 ng/mL,在心血中为1 ng/mL,尿液中即使浓缩10倍仍无法定量,仅可通过LC-HR-MS/MS检出痕量母体。该结果说明在原型药浓度极低时,代谢物检测对法医确认尤为重要。样本中另检出乙醇、THC及其代谢物、西酞普兰、去甲西酞普兰和锂。

3.5 Evaluation of Utilized In Silico Predictions:GLORYx能够预测8种体外代谢物中的6种,并能在以5-氨基中间体为输入时预测M9,说明其对代谢物筛查具有辅助价值;但其未能预测M5和M8,也高估了侧链羟化的可能性。作者据此指出,氟取代可能抑制含氧侧链羟化,而这一现象未被模型准确反映。

3.6 MOR Affinity of N-Pyrrolidino Fluetonitazene:采用基于DAMGO的LC-MS/MS竞争结合实验,研究人员测得该化合物对人MOR的Ki为0.166 nM,约比芬太尼强近20倍;与既有放射性配体法文献结果相符,证明该方法适用于评估此类硝氮烯衍生物的受体亲和力。

3.7 Limitations of This Study:论文明确指出局限性包括瑞士仅有此1例已知病例、仅有单一尸后时间点样本以及个体代谢差异,尤其是可能影响M9形成的乙酰化酶多态性。

讨论部分的核心在于,体外pHLM模型能够较好重建N-吡咯烷基氟依托尼嗪的I相代谢框架,并与尸后尿液中的多数代谢发现相互印证;但最丰富的体内代谢物M9属于II相N-乙酰化产物,因而不会在仅支持I相代谢的pHLM中出现。作者由此强调,法医毒理学筛查不能仅依赖通用O-脱烷基化产物,而应纳入M8、M9等具有更高结构特异性的标志物。研究还表明,氟乙氧基取代可能改变典型nitazene代谢偏好,抑制常见的侧链羟化,从而塑造出不同于其他同类物的代谢特征。对于低浓度暴露或尸后再分布明显的案例,代谢物证据较原型药更具确认价值。

研究结论可译述如下:本研究在pHLM中鉴定出8种N-吡咯烷基氟依托尼嗪体外代谢物;尿液中检出3种与体外一致的代谢物,即M2、M7和M8,并发现1种新的N-乙酰化代谢物M9;两份血液样本中仅检出M9。母体化合物可通过LC-MS/MS在两份血样中定量,但在尿液中仅能通过LC-HR-MS/MS检出。体外最丰富代谢物为M1至M3,而尸后样本中最丰富代谢物为M9,其次为M2。作者建议将M8和M9作为N-吡咯烷基氟依托尼嗪的确证标志物。观察到的代谢途径与既往nitazene类报道总体一致,同时结果提示乙氧基上的氟取代可能抑制含氧侧链羟化。研究还证明,基于LC-MS/MS的MOR亲和力实验对该化合物能够得到与经典放射性配体法一致的可靠结果。在排除其他死因后,作者将该例死亡归因于N-吡咯烷基氟依托尼嗪与乙醇的急性中毒,且合并治疗剂量药物西酞普兰与锂的存在。整项法医案例进一步说明,在原型药浓度极低时,代谢物检测对于确认摄入及识别母体化合物具有特殊价值。
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