通过高分辨率质谱技术对不同物种体外代谢过程中阿普唑仑（alprazolam）和氟阿普唑仑（flualprazolam）的代谢物进行非靶向筛查

《Journal of Hazardous Materials》：Non-targeted screening of alprazolam and flualprazolam metabolites in in vitro metabolism of different species by high-resolution mass spectrometry

【字体：大中小】 时间：2026年02月07日 来源：Journal of Hazardous Materials 11.3

编辑推荐：

　　氟氯拉胺和丙咪嗪的体外代谢研究表明，两者在人类、啮齿类、水生及畜牧动物中均产生11种代谢物，其中6种为新代谢物。人类和鼠类主要生成α-羟基代谢物，而水生及畜牧动物以4-羟基代谢物为主，揭示物种特异性代谢差异。毒性预测显示，部分苯环羟基化代谢物（如M1、M5、M7）的生态毒性和发育毒性高于母体药物，挑战现行残留检测标准，为药物残留监控和生态风险评估提供依据。

Jinxia Dai|Hui Lin|Jun-qin Qiao|Hong-zhen Lian|Chun-xiang Xu

中国南京大学化学与化学工程学院分析化学国家重点实验室及材料分析中心，南京210023

摘要

氟阿普唑仑（FALP）是一种与阿普唑仑（ALP）结构相关的新型精神活性苯二氮卓类药物，其滥用现象日益严重，但其在不同物种间的代谢过程仍不明确。本研究在优化的肝微粒体孵育条件下（1.5 mg mL^?1，2小时），采用高分辨率质谱（HRMS）的非靶向筛选策略，系统地研究了ALP和FALP在多种物种中的I期和II期代谢过程。ALP和FALP表现出相似的代谢特征，每种药物产生了11种代谢物，包括7种I期代谢物和4种II期代谢物，其中6种为新发现的代谢物。不同物种之间存在差异：人类和小鼠主要产生4-羟基化和α-羟基化代谢物，而鱼类、牛、羊和猪等可食用动物主要产生4-羟基化代谢物。这种物种间的差异表明，目前用于动物源性食品中检测ALP的残留标志物可能无法准确反映其实际的代谢命运。值得注意的是，新发现的苯环羟基化代谢物在大鼠和家畜体内更为丰富，毒性预测表明这些代谢物（包括M1、M5和M7）可能比作为残留标志物的α-羟基化代谢物具有更高的生态毒理学或发育风险。这些发现为了解物种间的代谢模式提供了详细见解，强调了在残留监测中考虑物种特异性代谢物的必要性，并为苯二氮卓类药物在食品和环境中的毒理学评估提供了依据。

引言

苯二氮卓类药物因其抗焦虑、催眠、抗惊厥和镇静作用，在人类和兽医医学中被广泛使用[1]、[2]、[3]。然而，由于它们对人类中枢神经系统的不良影响，许多国家和组织对其实施了严格监管或禁止。尽管如此，滥用和非法使用仍然普遍存在[4]，包括将其非法添加到酒精饮料中以及在畜牧业或水产养殖中的未经授权使用[5]、[6]、[7]。因此，这些药物及其代谢物不可避免地会残留在动物源性食品中，对动物和人类健康构成潜在风险[8]。此外，药物及其代谢物会在人类排泄后进入城市废水，并最终在水生生物体内积累[9]、[10]、[11]。

近年来，新型精神活性物质的出现进一步复杂化了监管和控制工作[12]。其中，新的苯二氮卓类类似物因其与已批准药物的结构相似性和相似的药理作用而受到越来越多的关注，尽管它们尚未获得正式批准和毒理学评估[13]、[14]、[15]。氟阿普唑仑（FALP）就是这类物质的代表，它是常见且受严格监管的苯二氮卓类药物阿普唑仑（ALP）的氟化类似物[16]、[17]，其化学结构式如图1所示。自2017年11月在瑞典首次被警方查获以来，FALP在全球范围内的毒品缉获、临床病例和尸检案例中的报道日益增多，促使多个国家加强了对其的监管[18]、[19]、[20]。2021年，中国正式将FALP列入非医用麻醉品和精神活性物质名单[21]。这些报告凸显了FALP在非法和监管背景下的普遍性，强调了研究其在人类和动物体内代谢命运的必要性。

苯二氮卓类药物的代谢对其药理活性、毒性和残留特性起着关键作用。ALP的代谢已得到较为充分的研究，已鉴定出α-羟基阿普唑仑（α-OHALP）、4-羟基阿普唑仑（4-OHALP）和α,4-二羟基阿普唑仑（α,4-dihydroxy-ALP）等羟基化产物作为主要的I期代谢物[22]、[23]。2019年，α-OHALP作为ALP的代谢物首次被列入中国出口食品中苯二氮卓类药物检测的标准方法[24]。相比之下，关于FALP代谢的研究仍然有限。现有的研究主要集中在体外人体系统或单一模型动物上，代谢物覆盖范围有限，结果也不一致[25]、[26]。重要的是，目前缺乏关于FALP在可食用动物和水生物种中代谢的更多研究。

药物代谢表现出显著的物种间差异，这主要是由于细胞色素P450酶系统的差异所致[27]、[28]。物种间的代谢差异可能导致人类和动物体内药物的代谢途径和残留标志物不同，从而影响对用于兽医用途的人类药物的评估。以往的苯二氮卓类药物代谢研究主要集中在人类和模型动物上，而跨水生生物和家畜的比较性研究较少。从方法学角度来看，大多数现有研究依赖于靶向分析策略，这限制了意外或新代谢物的发现。高分辨率质谱（HRMS）为全面的代谢物分析提供了强大的平台，能够检测和阐明已知和未知的转化产物[29]。此外，体外代谢为比较多种物种的代谢行为提供了一个可控且可重复的平台。与体内代谢相比，它具有易于控制代谢条件和实验操作简单的优势[30]、[31]、[32]。然而，尽管具备这些优势，将其作为统一的非靶向HRMS工作流程来系统地、比较性地研究多种物种的苯二氮卓类药物的I期和II期代谢仍尚未得到充分探索。

本研究的主要目的是识别不同物种中产生的ALP和FALP的新代谢物及先前未报道的代谢物，并比较物种间的代谢途径，以揭示与毒理学评估和残留标志物选择相关的物种特异性生物转化特征。为此，本研究使用超高效液相色谱与四极 Orbitrap 质谱（UHPLC-Q-Orbitrap MS）系统系统地研究了FALP的I期和II期体外代谢，同时以ALP作为参考化合物来阐明苯二氮卓类药物的代谢规律。比较评估了多种物种（包括人类、模型动物（大鼠和小鼠）、水生动物（鱼类）和家畜（牛、羊和猪）中ALP和FALP的体外代谢差异。此外，还对母体化合物及其已鉴定的代谢物进行了体外毒性预测。这些结果为新型精神活性苯二氮卓类药物的物种间代谢转化提供了宝贵的见解，并为环境和食品安全背景下其残留物的监测和风险评估提供了科学依据。

化学试剂

ALP和FALP购自上海源思标准科技有限公司（中国上海）。α-OHALP和α-OHFALP分别购自Alexis（瑞士洛桑）和Glpbio（美国加州蒙特克莱尔）。乙腈和甲醇（HPLC-MS级）购自Sigma-Aldrich（德国达姆施塔特）。PBS缓冲液（0.1 M，pH 7.2）购自上海源业生物科技有限公司（中国上海）。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）购自上海源业生物科技有限公司（中国上海）。

LC-MS条件优化

为了初步获取ALP和FALP的体外代谢物，以便优化后续实验条件，初步实验在以下体外孵育条件下进行：大鼠肝微粒体浓度为0.5 mg mL^?1，药物浓度为0.5 mg L^?1，孵育时间为4小时。不同代谢物与其母体药物具有相似的化学结构，在色谱上通常难以分离，尤其是异构体，这会影响...

结论

氟阿普唑仑（FALP）是一种新型精神活性物质，是阿普唑仑（ALP）的结构类似物，作为一种广泛滥用的非法苯二氮卓类药物，其全球滥用现象日益严重，但对其在不同物种间的代谢行为了解有限。本研究利用多种物种的体外肝微粒体系统研究了ALP和FALP的I期和II期代谢。非靶向筛选发现了每种药物的11种代谢物，包括7种I期代谢物和4种II期代谢物。

环境影响

动物源性食品和环境水体中的氟阿普唑仑和阿普唑仑残留物可能转化为先前未报道的有毒代谢物，这些代谢物可能进一步积累并对人类和生态系统构成风险。本研究通过鉴定新的代谢物并比较其物种间的代谢途径，阐明了物种特异性的生物转化过程，从而为残留物监测、环境风险评估和食品安全管理提供了科学依据。

作者贡献声明

Chun-xiang Xu：监督、资源管理、项目统筹。Jun-qin Qiao：验证、数据分析、数据管理。Hong-zhen Lian：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目统筹、资金获取、概念构思。Hui Lin：软件支持、资源管理、实验设计。Jinxia Dai：撰写初稿、数据可视化、方法学设计、实验实施、数据分析。