沙丁胺醇在動物體內代謝殘留規律及監管技術研究進展

張 凱，張軍民，趙青余，湯超華，梁曉維，3

(1中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所/農業部華北動物遺傳資源與營養科學觀測實驗站，北京 100193;2中國農業科學院世界農用林業中心農用林業與可持續畜牧業聯合實驗室，北京 100193;3甘肅農業大學動物科學技術學院，蘭州 730070)

β-受體激動劑(β-興奮劑)是一類腎上腺受體激動劑類化合物，早期主要用于治療哮喘等支氣管疾病，后來發現以5～10 倍的治療劑量飼喂動物后，可改善動物生產性能、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-興奮劑的畜產品后會引起食物中毒。從20 世紀90年代開始，西班牙、法國、中國香港、上海、廣州、北京、河南等地發生多起大規模“瘦肉精”中毒事件。2002年我國農業部頒發的193 號文件《食品動物禁用的獸藥及其他化合物清單》明確規定嚴禁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，其在畜禽體內消除快、殘留時間更短，且國內外對克倫特羅研究較深入，監管體系較成熟，而對SAL 研究較少，監管技術較滯后。近年來發現國內存在養殖環節違法添加SAL 的現象:2010年7月在浙江省某生豬調運點檢出13 頭生豬尿液SAL 陽性;2012年5月《法制日報》報道，河南省新密市檢察院在半個月內連續公訴了2 起“瘦肉精”案件;2013年4月《大眾網》報道，青島市畜牧獸醫局組織的專項抽檢發現某豬場生豬尿液SAL 陽性［6］。因此，綜述SAL 理化特性、藥代動力學、在動物組織器官中殘留消除規律及監管技術，可為更好地監管SAL 在畜禽生產環節違法添加提供科學依據。

1 β-興奮劑SAL 概述

1.1 分子結構及理化特性

β-受體激動劑是一類能夠引起支氣管平滑肌β-受體短暫或長效激活的化合物［7］，按照苯環上取代的基團不同可分為三大類: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 個手性碳原子，有S 型和R 型兩種對映體，R 型對映體比S 型對映體藥理學活性高［9］，R 型對映體幾乎具有全部的治療效應，S 型對映體對肺功能具有副作用［10］。

1.2 作用機理

SAL 通過與支氣管或其他組織平滑肌上的β2受體結合，活化了G-蛋白，進而激活腺苷酸環化酶(CAMP)，增加了ATP 轉化為CAMP 的速率，CAMP 是主要的第二信使，激活蛋白激酶A，進而引發一系列生理反應，如抑制脂肪酸合成過程中限速酶，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了脂肪分解為脂肪酸和甘油的過程［8］，因而減少了脂肪在體內的積累。

1.3 毒副作用

SAL 是一種選擇性的β-興奮劑，不僅可以激動β2受體，還可作用于心肌β1受體，導致心跳加速，嚴重時可出現心悸、心肌梗死。Nagdeote 等［11］研究表明，SAL 可引起血漿中鉀含量降低，引發低鉀血癥，嚴重時能導致心律失常、心肌梗死。Caccia 等［12］研究發現，SAL 可迅速通過血—腦屏障，并可在血—腦屏障外圍蓄積(如垂體、松果體等)，腦中SAL 濃度可達到血漿濃度的5%，進而刺激神經中樞系統，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，促進酮體產生，導致糖尿病人代謝紊亂。

2 SAL 代謝動力學

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，關于SAL 藥代動力學研究較少。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藥物分別在1～4 h 和1～5.15 h 達到峰值分別為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記的SAL，通過放射性檢測發現，約76%的藥物在用藥后3 d 通過尿液排泄，其中大部分藥物在用藥后24 h 排出，3 d 內經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，結果發現，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］對家犬進行了SAL 藥代動力學研究，結果發現，SAL 在家犬體內吸收快，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 在動物組織器官中殘留消除規律

同其他β-興奮劑在畜禽組織器官中殘留規律相似，SAL 在肝臟、腎臟、肺臟、眼組織、毛發中殘留時間較長;血液與尿液相比，SAL 在尿液中殘留時間較長。Pou等［17］給犢牛連續10d 服用SAL ［10 mg/ (d·頭)］，結果發現，不同于克倫特羅和萊克多巴胺，SAL 在血清中不存在時間累積效應，在停藥后第4 d 血清中已檢測不到SAL殘留，停藥6 d 后尿液中仍可檢測到5 ng/mL 的SAL 殘留。Montrade 等［18］給黑白花犢牛連續飼喂7 d 的SAL (1 mg/kg BW)，結果發現，停藥7 d 后尿液中仍可檢測到SAL 殘留，此時肝臟、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不到SAL 殘留。Malucelli 等［19］給肉雞連續飼喂含10 mg/kg 的SAL 飼料14 d，測得停藥后不同時間點肉雞血漿、組織器官中SAL 殘留量(表1)，結果發現，在停藥43 d 后仍可在羽毛中檢測到165 ng/g 的SAL 殘留。

近年來對小鼠的一些研究表明，與一些內臟器官相比，毛發中SAL 殘留時間更久，更適合作為監管β-興奮劑違法添加的靶標。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，測定停藥后不同時間點肝臟、毛發中SAL 殘留量(表2、附圖)，結果發現，停藥30 d 后，肝臟中幾乎已經檢測不到SAL，此時毛發中仍可檢測到較高含量的SAL。

4 SAL 監管技術

4.1 相關標準及檢測方法

為了保證我國畜產品質量安全和消費者健康，并使β-興奮劑的監管有有據可依，農業部、國家質檢總局頒發了動物源性食品、動物血液、尿液中β-興奮劑檢測的國家標準和行業標準(表3)［22-26］，對不同樣品中SAL檢出限做了規定。目前，我國尚未建立動物毛發中β-興奮劑檢測標準，國內外報道的有關動物毛發中β-興奮劑的檢測方法主要有兩種:酶聯免疫吸附法(ELISA)和液相色譜—質譜/質譜法(LC-MS/MS)。Pleadin 等［27-29］用ELISA 法測定了鼠毛發中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 法分別測定了牛毛發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 研究了測定豬毛發中CL 殘留的方法，該方法經優化后，毛發中CL 的檢出限和定量限分別為0.05、0.2 μg/kg。李勵軍等［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肉牛毛發中克倫特羅檢測，結果發現，兩種處理結果存在顯著差異(P＜0.05)，后者處理效果優于前者。

表3 國內對于SAL 的檢測標準

4.2 畜禽養殖環節SAL 監管措施

SAL 等β-興奮劑的監管包含畜禽養殖、販運、屠宰、加工、肉制品進出口等多個環節，涉及農業部、工商局、食品藥品監督局、商務部及質檢總局等多個部門，存在多頭監管、職能不清，在一定程度上降低了監管效率。中央編辦2010年10月印發的《關于進一步加強“瘦肉精”監管工作的意見》［34］，由農業部牽頭負責，各相關部門按職責分工，加強協調配合，共同做好“瘦肉精”監管工作。由于SAL 等β-興奮劑是在畜禽飼養過程中攝入的，因此，應該對畜禽養殖環節進行重點監控，從源頭上解決β-興奮劑違法添加問題。養殖環節β-興奮劑的監管主要是通過現場抽檢血液、尿液，然而，SAL 在畜禽血液和尿中殘留時間較短，停藥一段時間后血液和尿液中已檢測不到SAL 殘留，現場監管工作面臨巨大挑戰。SAL 等β-興奮劑在動物毛發中殘留消除緩慢，停藥后1 個月甚至數月后，毛發中仍可檢測到較高含量的SAL 殘留，因此，現場監管中將動物毛發作為監管靶標之一，在很大程度上彌補了血液、尿液作為監管靶標的弊端。

5 結論

雖然我國已明令禁止SAL 用作飼料添加劑，但“瘦肉精”中毒事件仍屢禁不止;除不法分子受經濟利益驅使外，監管技術落后也是重要原因之一。SAL 在畜禽血液、尿液中消除快、監測窗短，而動物毛發中SAL消除緩慢，監測窗長達1 個月甚至數月，將毛發作為監管靶標可有效遏制SAL 等β-興奮劑的違法添加行為，但毛發中SAL 高效前處理技術尚未建立，嚴重制約了毛發中SAL 快速檢測技術的研究。因此，應盡快建立動物毛發中SAL 簡單、快速的檢測手段。

［1］Baker P K，Dalrymple R H，Ingle D L，et al.Use of a βadrenergic agonist to alter muscle and fat deposition in lambs［J］.Journal of Animal Science，1984，59(5):1256-1261.

［2］Miller M F，et al.Adipose tissue，longissimus muscle and anterior pituitary growth and function in clenbuterol-fed heifers ［J］.Journal of Animal Science，1988，66(1):12-20.

［3］Beermann D H，et al.Cimaterol-induced muscle hypertrophy and altered endocrine status in lambs ［J］.Journal of Animal Science，1987，65(6):1514-1524.

［4］Ricks C A，et al.Use of a beta-agonist to alter fat and muscle deposition in steers ［Clenbuterol］［J］.Journal of Animal Science，1984，59(5)，1247-1255.

［5］Jones R W，Easter R A，McKeith F K，et al.Effect of the beta-adrenergic agonist cimaterol (CL 263，780)on the growth and carcass characteristics of finishing swine ［J］.Journal of Animal Science，1985，61(4):905-913.

［6］王玉東.近年來我國生豬生產環節違法添加沙丁胺醇的原因分析［J］.中國動物檢疫，2013，30(8):50-52.

［7］Mersmann H J.Overview of the effects of beta-adrenergic receptor agonists on animal growth including mechanisms of action ［J］.Journal of Animal Science，1998，76(1):160-172.

［8］劉宣兵，龐玉芳，侯玉澤，等.沙丁胺醇的毒副作用及其殘留檢測［J］.上海畜牧獸醫通訊，2008 (4):83-85.

［9］Brittain R T，et al.Some observations on the β-adrenoceptor agonist properties of the isomers of salbutamol ［J］.British Journal of Pharmacology，1973，48(1):144-147.

［10］Chapman I D，Buchheit K H，Manley P，et al.Active enantiomers may cause adverse effects in asthma ［J］.Trends in Pharmacological Sciences，1992，13:231-232.

［11］Nagdeote A N，et al.The effect of oral salbutamol on the metabolism of electrolytes in asthmatic children ［J］.Journal of Clinical and Diagnostic Research，2011，5(2):176-178.

［12］Caccia S，Fong M H.Kinetics and distribution of the β-adrenergic agonist salbutamol in rat brain ［J］.Journal of Pharmacy and Pharmacology，1984，36(3):200-202.

［13］Morgan D J，et al.Pharmacokinetics of intravenous and oral salbutamol and its sulphate conjugate ［J］.British Journal of Clinical Pharmacology，1986，22(5):587-593.

［14］Evans M E，et al.The metabolism of salbutamol in man［J］.Xenobiotica，1973，3(2):113-120.

［15］Hindle M，Chrystyn H.Determination of the relative bioavailability of salbutamol to the lung following inhalation［see comments］［J］.British Journal of Clinical Pharmacology，1992，34(4):311-315.

［16］郭濤，隋因，周儉平，等.沙丁胺醇在家犬體內藥代動力學研究［J］.中國藥理學通報，2001，17(2):239-240.

［17］Pou K，Adam A，Lamothe P，et al.Serum and urinary levels of salbutamol after chronic oral administration in a calf［J］.The Canadian Veterinary Journal，1992，33(7):467.

［18］Montrade M P，et al.Analysis of β-agonists in urine and tissues by capillary gas chromatography-mass spectrometry:Invivo study of salbutamol disposition in calves ［J］.Food Additives ＆ Contaminants，1995，12(5):625-636.

［19］Malucelli A，Ellendorff F，Meyer H H.Tissue distribution and residues of clenbuterol，salbutamol，and terbutaline in tissues of treated broiler chickens ［J］.Journal of Animal Science，1994，72(6):1555-1560.

［20］Vulic' A，et al.Accumulation of β-agonists clenbuterol and salbutamol in black and white mouse hair ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2011，35(8):566-570.

［21］Vulic' A，et al.Comparison of clenbuterol and salbutamol accumulation in the liver of two different mouse strains ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(5):265-271.

［22］農業部1025 號公告-11-2008，豬尿中β 受體激動劑多殘留檢測液相色譜—串聯質譜法.2008.［S］.

［23］農業部1031 號公告-3-2008，豬肝和豬尿中β.受體激動劑殘留檢測氣相色譜—質譜法.2008.［S］.

［24］農業部1063 號公告-3-2008，動物尿液中11 種β-受體激動劑的檢測液相色譜—串聯質譜法.2008.［S］.

［25］GB/T 21313-2007，動物源性食品中β-受體激動劑殘留檢測方法液相色譜—質譜/質譜法.2007.［S］.

［26］SN/T 1924-2011，進出口動物源食品中克倫特羅、萊克多巴胺、沙丁胺醇和特布他林殘留量的測定液相色譜—質譜/質譜法.2011.［S］.

［27］Pleadin J，et al.Accumulation of ractopamine residues in hair and ocular tissues of animals during and after treatment［J］.Journal of Analytical Toxicology，2013，37 (2):117-121.

［28］Pleadin J，Gojmerac T，Lipej Z，et al.Accumulation of the β2-adrenergic agonist clenbuterol in mouse dark hair ［J］.Archives of Toxicology，2009，83(11):979-983.

［29］Pleadin J，et al.Comparison of Accumulation of Clenbuterol and Salbutamol Residues in Animal Internal Tissues，Non-Pigmented Eyes and Hair ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(9):681-685.

［30］Li L，et al.Accumulation of Clenbuterol Residues in the Hair of Chinese Simmental Beef Cattle During and After Treatment［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(1):52-56.

［31］Tang C，et al.Ractopamine Residues in Urine，Plasma and Hair of Cattle During and After Treatment ［J］.Journal of Analytical Toxicology，2014，38(3):149-154.

［32］蘇曉鷗，沈建忠.用HPLC-MS/MS 研究動物毛發中克倫特羅的殘留及代謝規律［J］.中國畜牧雜志，2008，44(11):41-46.

［33］李勵軍.鹽酸克倫特羅在肉牛體內殘留消除規律［D］.中國農業科學院，2014.

［34］中央編辦.關于進一步加強“瘦肉精”監管工作的意見［Z］.中央編辦發［2010］105 號.2010.