《Discover Toxicology》：Evaluation of synthetic cannabinoid receptor agonists toxicity in zebrafish (Danio rerio) through self-administration and Fishbook assays
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针对新型精神活性物质(NPS)中毒这一公共健康威胁，尤其是广泛流行但毒理学特征不清的合成大麻素受体激动剂(SCRAs)，研究人员以斑马鱼为体内模型，评估了两种新兴SCRAs——ADB-INACA和CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA的急性毒性、社会行为影响及寻求药物行为。研究发现，两种化合物在测试浓度下均表现出低胚胎死亡率和有限的大麻素样效应，仅CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA在较高浓度下引起轻微心脏毒性。该研究凸显了斑马鱼Fishbook和自我给药模型在快速评估新兴NPS毒理及行为特性方面的应用价值。
在全球范围内，一种名为“新型精神活性物质”(New Psychoactive Substances, NPS)的阴影正悄然蔓延。它们通过化学修饰，模仿传统毒品的效用，却能规避国际药品管制公约，因而常被称为“策划药”或“实验室毒品”。其中，合成大麻素受体激动剂(Synthetic Cannabinoid Receptor Agonists, SCRAs)是仅次于兴奋剂的第二大被检出的NPS类别。它们常被喷涂在植物材料上，以“香料”、“K2”等名目出售，作为大麻的“合法”廉价替代品。然而，这些物质的滥用与严重的副作用相关，包括精神错乱、心脏毒性、癫痫发作甚至死亡。更棘手的是，由于SCRAs结构更新极快，许多物质在首次被法医科学家检出前，其对人类的药理学和毒性效应完全未知，这给公共健康安全与临床毒理学应对带来了巨大挑战。因此，急需建立有效的模型和方法，对这些新兴威胁进行快速、全面的毒理学和行为学评估。
为应对这一挑战，研究人员在《Discover Toxicology》上发表了一项开创性研究，首次利用斑马鱼模型，综合评估了两种新兴SCRAs——ADB-INACA和CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA的急性毒性、对社会行为的影响以及其潜在的成瘾性（寻求药物行为）。
为开展此项研究，作者主要运用了以下几项关键技术方法：首先，采用斑马鱼胚胎急性毒性试验和最大耐受浓度试验，评估化合物在胚胎期和仔鱼期的致死及亚致死效应。其次，利用创新的Fishbook自动化分析系统，定量评估化合物对21日龄幼鱼社会互动行为的影响。最后，通过一套定制化的斑马鱼自我给药行为范式，研究化合物在成年斑马鱼中是否能诱导类似成瘾的寻求药物行为。研究使用的斑马鱼品系包括TuAB和EkkWill。
研究结果
急性毒性测试
鱼胚胎急性毒性试验结果显示，在0.001–10 μM的浓度范围内，两种SCRAs均只引起较低的胚胎死亡率（低于19%）。CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA在较高浓度（10 μM）下诱发了心包水肿、姿态丧失等亚致死效应，并显著降低了3日龄胚胎的心率。ADB-INACA则主要导致逃避反应受损，未引起显著致死效应。最大耐受浓度试验进一步证实，在仔鱼期，两种化合物同样主要引起逃避反应缺失，CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA在最高浓度下还引发了姿态丧失。
Fishbook试验
在21日龄的幼鱼中，无论是CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA还是ADB-INACA，在10 μM浓度下暴露后，其社会互动评分（反映对社交刺激鱼偏好程度的指标）与阴性对照组相比均无显著差异。这表明在本研究的测试条件下，两种SCRAs并未显著改变斑马鱼幼鱼的社交行为。
自我给药试验
在成年斑马鱼的自我给药行为测试中，作为阳性对照的阿片类药物氢可酮成功诱导了鱼对“活性”平台的持续触发，表现出明确的药物寻求行为。相比之下，暴露于CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA的鱼，其触发“活性”平台（伴随药物释放）的次数与触发“非活性”平台（无药物释放）的次数相似，且未表现出持续的寻求行为，其模式与仅接受水的阴性对照组类似。这表明CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA在测试剂量下未能产生强化效应，即不具备成瘾潜力。由于ADB-INACA在前期毒性实验中未显示出主要效应，因此未进行自我给药测试。
结论与讨论
本研究系统评估了两种新兴SCRAs——ADB-INACA（一种“无尾”前体）和CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA（一种新型溴代吡啶酮类SCRA）在斑马鱼模型中的综合毒性。核心结论表明，在测试浓度下，两种化合物均表现出有限的、与传统大麻素类似的行为和毒性效应，这与它们较弱的体外大麻素CB1受体激活能力报告相符。具体而言，ADB-INACA主要导致运动反应（逃避反应）受损，而CHO-4′Me-5′Br-FUBOXPYRA则在较高浓度下引起了可观察到的心脏毒性，包括心包水肿和心率降低。
研究的重要意义在于方法论和应用价值两个层面。在方法论上，该工作成功地将Fishbook社会行为分析系统和自我给药行为范式整合应用于NPS的评估中。Fishbook提供了一种高通量、自动化的社交行为量化手段，而自我给药模型则直接模拟了药物成瘾的核心特征——寻求药物行为。这两种方法在斑马鱼中的应用，为快速筛查新兴NPS的神经行为毒性和滥用潜力提供了强大且可重复的工具箱。在应用价值上，面对SCRAs等NPS层出不穷、毒性不明的严峻形势，本研究建立的这套多维度斑马鱼评估体系，能够作为临床前毒理学的有效补充，为公共卫生预警和毒品管制政策提供及时、可靠的科学数据。它架起了一座桥梁，帮助填补了从新型毒品出现到其毒理学特征被认知之间的“信息空白期”，对于保护公众健康、应对不断演变的毒品威胁具有重要的实践意义。
