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　　j9九游会真人游戏第一品牌卡西酮类策划药对脑功能的作用机制研究进展1华中科技大学同济医学院法医学系，武汉 430030；2华中科技大学同济医学院基础医学院，武汉 430030；3法庭毒物分析重点实验室，北京 100192

　　卡西酮类策划药是一类结构和药效与苯丙胺类兴奋剂相似的化学衍生物，可通过对以卡西酮为基础结构的已管制毒品进行细微化学修饰，或全新设计、筛选获得，即将其基础结构的氨基、烷基侧链或苯环处（R1~R4）用烷基、吡咯烷环、简单脂肪链或卤素基团取代（图1） ，通过其侧链的β羰基区别于苯丙胺类兴奋剂 。此类分子结构的相似和差异可使产生类似或更强的兴奋或致幻作用，一般为已存化合物因再发现其特质而被滥用，1928年首次生产的甲卡西酮（methcathinone, MCAT）及1929年出现的4‑甲基甲卡西酮（mephedrone, 4‑MMC）即为此类情况 。目前联合国毒品和犯罪问题办公室指出，存在卡西酮类策划药近140种 ，我国自2014年起将卡西酮、甲卡西酮等多种药品列入第一类精神药品管制，各国也多采取逐一列举的方式规定管制毒品，但是新的策划类药物层出不穷，以致部分品种得以游离于国际禁毒公约和各国法律监管之外。

　　卡西酮类策划药化学性质稳定，多以口服、鼻吸、静脉注射或混合饮用等方式给药，偶有直肠、牙龈和角膜途径用药，可透过血脑屏障，使机体产生神经毒性和认知功能障碍等严重不良反应 。因黑市、暗网、互联网等非法途径流通的该类策划药纯度、成分不明，导致滥用剂量难以准确评估，报道剂量多为1~1 000 mg 。另外，卡西酮类策划药取代基团位置、种类和数目、酰基碳链长度等差异会导致化合物性质不同，如苯环3或4位被三氟甲基取代可提高化合物的选择性；含吡咯烷者脂溶性高，口服生物利用率和血脑屏障通透性增加，致神经毒性增强 。

　　卡西酮类策划药作用于中枢神经系统，主要增加细胞外单胺类神经递质的浓度，增强细胞间信号转导，发挥拟交感神经作用 ，据其结构特性主要包括以下三种作用途径：① 直接促进神经元向突触间隙释放多巴胺（dopamine， DA）、去甲肾上腺素（norepinephrine， NE）和5‑羟色胺（5‑hydroxytryptamine， 5‑HT），如与甲基苯丙胺化学结构类似的4‑MMC和3,4‑亚甲基二氧甲卡西酮（methylone） ；② 抑制多巴胺转运体（dopamine transporter， DAT）、去甲肾上腺素转运体（norepinephrine transporter， NET）和5‑羟色胺转运体（5‑hydroxytryptamine， SERT）的活性，阻断突触对特定单胺类神经递质再摄取，可抑制单胺类底物和特定转运体诱导的内向电流，且与转运体亲和力高、分离速度慢，从而产生持续外向电流，发挥抑制作用 ，如具有吡咯烷的亚甲基二氧吡咯戊酮（methylenedioxypyrovalerone， MDPV）、萘苯甲酮和α‑吡咯烷酮噻吩盐酸盐（α‑pyrrolidinovalerophenone， α‑PVP） ；③ 作为上述单胺转运体或囊泡单胺转运体2（vesicularmonoaminetransporter 2， VMAT2）的底物被转运到神经元内部，通过反向转运诱导DA、NE和5‑HT从突触前末梢释放，如具有苯环取代基的MCAT、4‑甲氧基甲卡西酮（methedrone）和3‑氯甲卡西酮 ，另外，进入神经元后，在内部位点与转运体结合，诱导内向电流，使神经元持续除极，影响突触传递；还可与神经元蛋白相互作用，抑制神经递质的合成，综合引起细胞内神经递质耗竭 。

　　因结构不同，卡西酮类策划药与DAT、NET、SERT和VMAT2的亲和力差异较大，如methylone主要刺激5‑HT释放、抑制DA再摄取；MDPV选择性抑制DAT和NET的活性；methedrone则在合成卡西酮中对SERT的选择性最高 。

　　卡西酮类策划药的其他作用机制还包括：MDPV下调谷氨酸转运体‑1表达，提高细胞外谷氨酸水平，导致兴奋性毒性 ；还可拮抗趋化因子受体4，减弱其对大鼠的奖赏效应和兴奋性运动行为 。4‑MMC和MDPV等多种卡西酮类策划药对微量胺相关受体1缺乏亲和力，可能与其所致认知功能障碍有关 。另外，相较于苯丙胺结合有机阳离子转运体3（organic cation transporter 3, OCT3）促进神经递质释放，4‑MMC和MDPV虽不结合OCT3，但当MDPV结合NET至饱和时，4‑MMC仍可通过OCT3促进神经递质释放，即不同作用机制的卡西酮类策划药联合滥用时可能触发新的作用机制 。

　　卡西酮类策划药主要作用于背侧或腹侧纹状体的单胺能神经元突触前末端，可通过组织单胺类神经递质和（或）其代谢物含量的变化来评估其对单胺能神经元的毒性。小鼠亚慢性（10 mg/kg ，每天1次，8 d）4‑MMC或methylone给药后，其纹状体、海马和前额叶皮质中DA和5‑HT含量会短暂或轻微增加；加大剂量和频率（≥20 mg/kg，每天3~4次）后，单胺类神经递质含量持续增加，DAT、SERT和VMAT2表达被抑制 。而高剂量MDPV频繁给药则对纹状体内单胺含量无影响 。

　　此类策划药还可作用于额叶、边缘系统等纹状体外其他脑区。较低剂量4‑MMC（5 mg/kg，每天1次）可致雄性青春期大鼠额叶皮质DNA氧化损伤；急性高剂量4‑MMC（25 mg/kg，每天3次）则可致其额叶皮质脂质过氧化，增加谷胱甘肽过氧化物酶水平 ；大鼠MDPV自我给药（96 h内不限量），其大脑皮质和内嗅皮质出现神经退行性损害，识别物体的记忆功能受影响，但前额叶皮质或海马神经无退行性改变 。

　　本课题组对小鼠单次腹腔注射MCAT 5 mg/kg，通过全脑c‑Fos蛋白免疫染色，发现MCAT可激活几乎全脑神经元活性，相较于生理盐水对照组，MCAT给药组平均被激活c‑Fos阳性细胞数增加至生理盐水对照组的6倍。MCAT神经活性的激活效应在新脑皮质最为明显，尤其感觉、运动相关脑区，如运动皮质、躯体感觉皮质、视皮质、梨状区等；纹状体和中脑运动核团、背侧纹状体和苍白球等皮质下脑区也存在大量c‑Fos阳性神经元，与其运动触发、调节功能相关；而伏隔核的显著激活则与奖赏效应及物质成瘾密切相关；中脑感觉、运动相关区域也有大量c‑Fos阳性神经元。另外，下丘脑、髓质、桥脑等脑区则被激活效应不甚显著。既往研究多关注MCAT类似苯丙胺类成瘾物质作用于纹状体内单胺能神经元，而本组实验证实其机制还作用于大脑皮质j9九游，尤其感觉、运动皮质、海马、丘脑和脑干等，即通过增强感知觉激发行为学改变。

　　我们进而通过在体多通道记录了MCAT促进给药小鼠伏隔核核部神经元放电情况；不同类型神经元的放电频率各有不同，给药后10、30 min，记录到MCAT给药组的放电频率增加的神经元数量显著高于生理盐水对照组，即放电频率升高的神经元比率显著上升。其表现与滥用者兴奋、不安、欣快、产生冲动行为等症状相符。

　　对于小鼠初级视皮质第2/3层神经元，通过双光子Ca2+成像记录视皮质神经元的活动情况发现，在给药条件下，大量椎体神经元的放电活动增强，更重要的是，MCAT作用下，神经元的视觉刺激重复可靠性提高，编码视觉信息的准确性增强。这可能提示MCAT增强机体处理感观信息的能力，而这种感觉信息处理模式的改变也是该类精神药物带给使用者感官增强和精神活跃体验的神经生物学机制。

　　在体和离体实验证实卡西酮类策划药以浓度和时间依赖性方式诱导神经细胞毒性，作用机制包括线粒体损伤、氧化应激、代谢障碍、细胞自噬、凋亡等途径 ：① 作用于DAT，诱导DA大量积累和过量代谢，形成多巴胺醌、过氧化氢和过氧亚硝酸盐等活性氧和活性氮产物，损伤细胞；② 诱导谷氨酸过量释放，引起过量Ca2+内流，生成活性氧和活性氮，激活内源性半胱天冬酶信号通路，促进细胞自噬和凋亡；③ 抑制细胞呼吸电子传递链复合物，导致氧还原不完全，生成超氧化物，损伤细胞；④ 引起谷胱甘肽等内源性抗氧化剂含量变化，诱导蛋白质和脂质过氧化和（或）DNA氧化。其中，细胞氧化应激表现可被N‑乙酰半胱氨酸等抗氧化剂部分逆转，减轻细胞损伤，证实氧化应激为其细胞毒性效应的关键部分 。还有研究证实该类策划药可诱导体温升高、加剧其毒理作用 ；激活基质金属蛋白酶，裂解细胞外基质蛋白，破坏血管内膜的完整性，损害血脑屏障功能 。上述不同生物过程相互影响、协同神经毒性作用，最终导致细胞功能障碍或死亡等结局 。

　　卡西酮类策划药通过刺激单胺类神经递质释放和抑制其再摄取，引起强烈欣快感，存在极大滥用和成瘾风险 。其中毒后常见神经系统症状包括强烈的精神运动性躁动j9九游、攻击性行为、癫痫发作、焦虑、幻觉、意识障碍、短期记忆失调、顺行性遗忘、交感神经系统过度刺激（心动过速、血压升高）等，对脑功能的影响可在行为学和认知功能上得到体现。

　　研究发现，卡西酮类策划药可使啮齿动物的警觉性和注意力增强，自主活动增加，伴随共济失调、抽搐和刻板行为。腹腔注射不同剂量的4‑氟甲卡西酮和4‑氯乙卡西酮后，小鼠自主活动呈剂量依赖性增强；methedrone、methylone和α‑PVP等也会使大鼠过度活跃，增加咬、舔、嗅j9九游、头部抽搐和绕圈等刻板动作 。4‑MMC给药小鼠在T迷宫实验中自主交替行为减弱；在Morris水迷宫实验中，4‑MMC和methylone分别使小鼠和大鼠的空间参考记忆能力降低，methylone单独给药或4‑MMC和乙醇联用会增加小鼠空间探索时间；4‑MMC和MDPV可致大鼠新物体识别实验探索行为减少 。

　　本课题组对小鼠分别单次腹腔注射MCAT 1.5、5、15 mg/kg，发现3种剂量均使小鼠出现剂量依赖性活动增强：在旷场实验中，小鼠呈兴奋性运动，运动时间、速度和总距离均随剂量增加而增长；转棒实验中，小鼠探索转棒的时间同样与剂量呈正相关；高剂量（15 mg/kg）MCAT给药则使小鼠减少了高架十字迷宫实验中开放臂的探索，无论是活动轨迹、停留时间、平均速度抑或进入开放臂的次数，均呈下降趋势；而中等剂量（5 mg/kg）给药会增强小鼠的社交偏好。前述行为学改变均与报道的MCAT滥用者中毒症状相似（运动显活跃、焦虑不安、恐慌狂躁等），也印证该小鼠给药模型可有效模拟MCAT滥用揭示其作用机制。

　　大量案例表明，滥用卡西酮类策划药会影响学习、记忆、精神反应速度、认知定势转移等产生认知功能障碍，而障碍程度与药物类型、剂量、使用频率和时间相关，如长期使用MDPV会影响大鼠特定脑区学习记忆功能，长期频繁或短期急性使用4‑MMC均会出现语言流畅性受损和短期记忆障碍 。吸毒者普遍高发注意缺陷、抑郁、焦虑、睡眠障碍等神经精神疾病，而具有此类症状者若同时滥用卡西酮类策划药则更易产生认知功能障碍；如对多药（含4‑MMC）滥用者急性给予200 mg 4‑MMC会造成其短期空间记忆损害、注意力分散等认知功能障碍，且上述记忆缺陷更甚于急性联用乙醇（0.8 g/kg） 。

　　由于卡西酮类策划药经常与乙醇、烟草、亚甲基二氧甲基苯丙胺或可卡因等其他精神活性物质掺杂、联合滥用，诸多未知变量导致其对认知功能障碍的影响难以明确定性或定量；而小鼠、大鼠和非灵长类等动物实验研究可以更直观、可控地评估其影响。具体药物类型的作用机制、构效和量效关系、机体内环境与诱发认知功能障碍效力之间的关联仍需完善（如低剂量methylone对小鼠无明显作用，高剂量重复暴露则会导致小鼠空间工作记忆和识别能力受损） ；4‑MMC诱导的去卵巢雌性大鼠操作性条件反射任务出错率在17β‑雌二醇干预后增加，即卡西酮类策划药导致的认知损害受药物剂量和卵巢激素水平等影响 。

　　卡西酮类策划药滥用易致成瘾，多与滥用者脑区内神经递质改变进而影响脑功能有关。如雌性大鼠分别自主给药α‑PVP和4‑MMC达7、21 d后，均习得自主给药反射；α‑PVP给药大鼠下丘脑内5‑HT、5‑羟基‑3‑乙酸（5‑hydroxy‑3‑acetic acid，5‑HIAA）、NE和谷氨酸水平显著升高；而4‑MMC给药大鼠诸多脑区内5‑HT和5‑HIAA水平下降；21 d给药大鼠脑区内神经递质水平改变程度显著大于7 d给药大鼠 。而MDPV自主给药可增强奖赏功能，大鼠自主给药10 d后，干预拮抗其脑内烟碱样乙酰胆碱受体可通过抑制MDPV的奖赏增强效应；且抑制MDPV介导的胆碱能神经递质增加则可能降低MDPV滥用的危害 。

　　近年来，卡西酮类策划药滥用的危害日益深远，此类药物特有的低成本、更新快、易获得、多规避法律管制等特性正加速其迅猛发展，对公众健康威胁日甚，尤其对神经系统功能影响尤为突出。当前研究虽阐明了部分类型药物的药代动力学和作用机制，但随着卡西酮类策划药不断变种，尚需不断深入研究其药理毒理作用，挖掘分子机制，以便更精准地解读药物滥用的短、长期后果，同时为机制研究提供新思路。