沙丁胺醇在動(dòng)物體內(nèi)代謝殘留規(guī)律及監(jiān)管技術(shù)研究進(jìn)展

張 凱，張軍民，趙青余，湯超華，梁曉維，3

(1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所/農(nóng)業(yè)部華北動(dòng)物遺傳資源與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，北京 100193;2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院世界農(nóng)用林業(yè)中心農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京 100193;3甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730070)

β-受體激動(dòng)劑(β-興奮劑)是一類腎上腺受體激動(dòng)劑類化合物，早期主要用于治療哮喘等支氣管疾病，后來(lái)發(fā)現(xiàn)以5～10 倍的治療劑量飼喂動(dòng)物后，可改善動(dòng)物生產(chǎn)性能、提高胴體瘦肉率［1-5］，但β-興奮劑類藥物易在畜禽組織器官中殘留，人食用殘留有β-興奮劑的畜產(chǎn)品后會(huì)引起食物中毒。從20 世紀(jì)90年代開(kāi)始，西班牙、法國(guó)、中國(guó)香港、上海、廣州、北京、河南等地發(fā)生多起大規(guī)?！笆萑饩敝卸臼录?。2002年我國(guó)農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的193 號(hào)文件《食品動(dòng)物禁用的獸藥及其他化合物清單》明確規(guī)定嚴(yán)禁β-興奮劑類藥物用作飼料和飲水添加劑，但“瘦肉精”中毒事件仍屢禁不止。沙丁胺醇(Salbutamol，SAL)也是一種β-興奮劑，與克倫特羅相比，其在畜禽體內(nèi)消除快、殘留時(shí)間更短，且國(guó)內(nèi)外對(duì)克倫特羅研究較深入，監(jiān)管體系較成熟，而對(duì)SAL 研究較少，監(jiān)管技術(shù)較滯后。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)存在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)違法添加SAL 的現(xiàn)象:2010年7月在浙江省某生豬調(diào)運(yùn)點(diǎn)檢出13 頭生豬尿液SAL 陽(yáng)性;2012年5月《法制日?qǐng)?bào)》報(bào)道，河南省新密市檢察院在半個(gè)月內(nèi)連續(xù)公訴了2 起“瘦肉精”案件;2013年4月《大眾網(wǎng)》報(bào)道，青島市畜牧獸醫(yī)局組織的專項(xiàng)抽檢發(fā)現(xiàn)某豬場(chǎng)生豬尿液SAL 陽(yáng)性［6］。因此，綜述SAL 理化特性、藥代動(dòng)力學(xué)、在動(dòng)物組織器官中殘留消除規(guī)律及監(jiān)管技術(shù)，可為更好地監(jiān)管SAL 在畜禽生產(chǎn)環(huán)節(jié)違法添加提供科學(xué)依據(jù)。

1 β-興奮劑SAL 概述

1.1 分子結(jié)構(gòu)及理化特性

β-受體激動(dòng)劑是一類能夠引起支氣管平滑肌β-受體短暫或長(zhǎng)效激活的化合物［7］，按照苯環(huán)上取代的基團(tuán)不同可分為三大類:苯酚類、苯胺類和間苯二酚類。SAL屬于苯胺類β-興奮劑，分子式:C13H21NO3，化學(xué)名:4-羥基-5-羥甲基-a-(叔丁胺)甲基苯乙醇胺，其硫酸鹽為白色或近白色的結(jié)晶型粉末，味微苦，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚［8］。SAL 分子中有1 個(gè)手性碳原子，有S 型和R 型兩種對(duì)映體，R 型對(duì)映體比S 型對(duì)映體藥理學(xué)活性高［9］，R 型對(duì)映體幾乎具有全部的治療效應(yīng)，S 型對(duì)映體對(duì)肺功能具有副作用［10］。

1.2 作用機(jī)理

SAL 通過(guò)與支氣管或其他組織平滑肌上的β2受體結(jié)合，活化了G-蛋白，進(jìn)而激活腺苷酸環(huán)化酶(CAMP)，增加了ATP 轉(zhuǎn)化為CAMP 的速率，CAMP 是主要的第二信使，激活蛋白激酶A，進(jìn)而引發(fā)一系列生理反應(yīng)，如抑制脂肪酸合成過(guò)程中限速酶，活化了脂肪分解代謝途徑的限速酶，既減少了脂肪的合成也加強(qiáng)了脂肪分解為脂肪酸和甘油的過(guò)程［8］，因而減少了脂肪在體內(nèi)的積累。

1.3 毒副作用

SAL 是一種選擇性的β-興奮劑，不僅可以激動(dòng)β2受體，還可作用于心肌β1受體，導(dǎo)致心跳加速，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)心悸、心肌梗死。Nagdeote 等［11］研究表明，SAL 可引起血漿中鉀含量降低，引發(fā)低鉀血癥，嚴(yán)重時(shí)能導(dǎo)致心律失常、心肌梗死。Caccia 等［12］研究發(fā)現(xiàn)，SAL 可迅速通過(guò)血—腦屏障，并可在血—腦屏障外圍蓄積(如垂體、松果體等)，腦中SAL 濃度可達(dá)到血漿濃度的5%，進(jìn)而刺激神經(jīng)中樞系統(tǒng)，引起惡心、頭暈、嘔吐等。此外，SAL 可加速糖原的分解，使血糖、丙酮酸升高，促進(jìn)酮體產(chǎn)生，導(dǎo)致糖尿病人代謝紊亂。

2 SAL 代謝動(dòng)力學(xué)

雖然SAL 已廣泛用于治療哮喘等支氣管疾病，但SAL 在血漿中濃度較低，關(guān)于SAL 藥代動(dòng)力學(xué)研究較少。Morgan 等［13］給10 名健康人口服4 mg 的SAL 后，SAL 在人體全身生物利用度為50% ± 4%，血漿中SAL 原型藥物和硫酸鹽軛合態(tài)藥物分別在1～4 h 和1～5.15 h 達(dá)到峰值分別為10～16.9 ng/mL 和49.6～120 ng/mL，尿液中SAL原型藥物和硫酸鹽軛合態(tài)藥物的比例分別為31.8% ±1.9%和48.2% ± 7.3%，腎臟SAL 原型藥物和硫酸鹽軛合態(tài)藥物的清除率分別為272 ±38 mL/min 和98.5±23.5 mL/min。Evans 等［14］給哮喘患者服用同位素標(biāo)記的SAL，通過(guò)放射性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，約76%的藥物在用藥后3 d 通過(guò)尿液排泄，其中大部分藥物在用藥后24 h 排出，3 d 內(nèi)經(jīng)糞便排出的藥物僅占吸收的4%。Hindle 等［15］分別給健康志愿者口服和吸入4 mg 和400 μg 的SAL，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SAL在尿液中的消除半衰期分別為5.7±1.4 h 和6.1± 2.1 h。郭濤等［16］對(duì)家犬進(jìn)行了SAL 藥代動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SAL 在家犬體內(nèi)吸收快，1.5 h 血藥濃度峰值，分布半衰期為0.7 h，消除半衰期為3 h。

3 SAL 在動(dòng)物組織器官中殘留消除規(guī)律

同其他β-興奮劑在畜禽組織器官中殘留規(guī)律相似，SAL 在肝臟、腎臟、肺臟、眼組織、毛發(fā)中殘留時(shí)間較長(zhǎng);血液與尿液相比，SAL 在尿液中殘留時(shí)間較長(zhǎng)。Pou等［17］給犢牛連續(xù)10d 服用SAL ［10 mg/ (d·頭)］，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同于克倫特羅和萊克多巴胺，SAL 在血清中不存在時(shí)間累積效應(yīng)，在停藥后第4 d 血清中已檢測(cè)不到SAL殘留，停藥6 d 后尿液中仍可檢測(cè)到5 ng/mL 的SAL 殘留。Montrade 等［18］給黑白花犢牛連續(xù)飼喂7 d 的SAL (1 mg/kg BW)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，停藥7 d 后尿液中仍可檢測(cè)到SAL 殘留，此時(shí)肝臟、腎臟、肌肉、心臟、肺臟中SAL殘留量分別為110、10、5、2、3，脾臟和腦組織中檢測(cè)不到SAL 殘留。Malucelli 等［19］給肉雞連續(xù)飼喂含10 mg/kg 的SAL 飼料14 d，測(cè)得停藥后不同時(shí)間點(diǎn)肉雞血漿、組織器官中SAL 殘留量(表1)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在停藥43 d 后仍可在羽毛中檢測(cè)到165 ng/g 的SAL 殘留。

近年來(lái)對(duì)小鼠的一些研究表明，與一些內(nèi)臟器官相比，毛發(fā)中SAL 殘留時(shí)間更久，更適合作為監(jiān)管β-興奮劑違法添加的靶標(biāo)。Vulic'等［20-21］給不同品系的小鼠分別飼喂2.5 mg/kg BW 的SAL 28 d，測(cè)定停藥后不同時(shí)間點(diǎn)肝臟、毛發(fā)中SAL 殘留量(表2、附圖)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，停藥30 d 后，肝臟中幾乎已經(jīng)檢測(cè)不到SAL，此時(shí)毛發(fā)中仍可檢測(cè)到較高含量的SAL。

4 SAL 監(jiān)管技術(shù)

4.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

為了保證我國(guó)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全和消費(fèi)者健康，并使β-興奮劑的監(jiān)管有有據(jù)可依，農(nóng)業(yè)部、國(guó)家質(zhì)檢總局頒發(fā)了動(dòng)物源性食品、動(dòng)物血液、尿液中β-興奮劑檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(表3)［22-26］，對(duì)不同樣品中SAL檢出限做了規(guī)定。目前，我國(guó)尚未建立動(dòng)物毛發(fā)中β-興奮劑檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的有關(guān)動(dòng)物毛發(fā)中β-興奮劑的檢測(cè)方法主要有兩種:酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)和液相色譜—質(zhì)譜/質(zhì)譜法(LC-MS/MS)。Pleadin 等［27-29］用ELISA 法測(cè)定了鼠毛發(fā)中SAL、克倫特羅、萊克多巴胺等3 種β-興奮劑的含量，檢出限分別為2.5、0.4、0.4 ng/g，定量限分別為3.8、0.8、2.8 ng/g。Li 和Tang 等［30，31］用LC-MS/MS 法分別測(cè)定了牛毛發(fā)中克倫特羅和萊克多巴胺含量，其中克倫特羅的檢出限和定量限分別為0.32、0.36 ng/g。蘇曉鷗等［32］用HPLC-MS/MS 研究了測(cè)定豬毛發(fā)中CL 殘留的方法，該方法經(jīng)優(yōu)化后，毛發(fā)中CL 的檢出限和定量限分別為0.05、0.2 μg/kg。李勵(lì)軍等［33］用LC-MS/MS 法，分別采用手工剪碎和液氮冷凍球型磨粉碎兩種粉碎方式對(duì)肉牛毛發(fā)中克倫特羅檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種處理結(jié)果存在顯著差異(P＜0.05)，后者處理效果優(yōu)于前者。

表3 國(guó)內(nèi)對(duì)于SAL 的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 畜禽養(yǎng)殖環(huán)節(jié)SAL 監(jiān)管措施

SAL 等β-興奮劑的監(jiān)管包含畜禽養(yǎng)殖、販運(yùn)、屠宰、加工、肉制品進(jìn)出口等多個(gè)環(huán)節(jié)，涉及農(nóng)業(yè)部、工商局、食品藥品監(jiān)督局、商務(wù)部及質(zhì)檢總局等多個(gè)部門(mén)，存在多頭監(jiān)管、職能不清，在一定程度上降低了監(jiān)管效率。中央編辦2010年10月印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)“瘦肉精”監(jiān)管工作的意見(jiàn)》［34］，由農(nóng)業(yè)部牽頭負(fù)責(zé)，各相關(guān)部門(mén)按職責(zé)分工，加強(qiáng)協(xié)調(diào)配合，共同做好“瘦肉精”監(jiān)管工作。由于SAL 等β-興奮劑是在畜禽飼養(yǎng)過(guò)程中攝入的，因此，應(yīng)該對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，從源頭上解決β-興奮劑違法添加問(wèn)題。養(yǎng)殖環(huán)節(jié)β-興奮劑的監(jiān)管主要是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽檢血液、尿液，然而，SAL 在畜禽血液和尿中殘留時(shí)間較短，停藥一段時(shí)間后血液和尿液中已檢測(cè)不到SAL 殘留，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作面臨巨大挑戰(zhàn)。SAL 等β-興奮劑在動(dòng)物毛發(fā)中殘留消除緩慢，停藥后1 個(gè)月甚至數(shù)月后，毛發(fā)中仍可檢測(cè)到較高含量的SAL 殘留，因此，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管中將動(dòng)物毛發(fā)作為監(jiān)管靶標(biāo)之一，在很大程度上彌補(bǔ)了血液、尿液作為監(jiān)管靶標(biāo)的弊端。

5 結(jié)論

雖然我國(guó)已明令禁止SAL 用作飼料添加劑，但“瘦肉精”中毒事件仍屢禁不止;除不法分子受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使外，監(jiān)管技術(shù)落后也是重要原因之一。SAL 在畜禽血液、尿液中消除快、監(jiān)測(cè)窗短，而動(dòng)物毛發(fā)中SAL消除緩慢，監(jiān)測(cè)窗長(zhǎng)達(dá)1 個(gè)月甚至數(shù)月，將毛發(fā)作為監(jiān)管靶標(biāo)可有效遏制SAL 等β-興奮劑的違法添加行為，但毛發(fā)中SAL 高效前處理技術(shù)尚未建立，嚴(yán)重制約了毛發(fā)中SAL 快速檢測(cè)技術(shù)的研究。因此，應(yīng)盡快建立動(dòng)物毛發(fā)中SAL 簡(jiǎn)單、快速的檢測(cè)手段。

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