我國法醫毒物學領域新精神活性物質研究現狀
——基于文獻計量學分析

陸佳玥，嚴 慧，陳 航，沈 敏

（1.司法鑒定科學研究院 上海市法醫學重點實驗室 上海市司法鑒定專業技術服務平臺司法部司法鑒定重點實驗室，上海200063；2.華東政法大學 刑事法學院，上海 200042）

新精神活性物質（new psychoactive substances,NPS）又稱為策劃藥，是指對被列管的化學物質（毒品）進行結構修飾而得到的具有相似或更強作用的毒品類似物。截至2022年5月18日，聯合國毒品和犯罪問題辦公室（The United Nations Office on Drugs and Crime，UNODC）接收了136個國家和地區報告的新精神活性物質累計1 127種。2015年，我國的新精神活性物質濫用問題首次出現在國家禁毒委員會辦公室的《毒品形勢報告》中。2019年，國家毒品實驗室全年檢測出41種新精神活性物質。2020年，由于疫情防控下常見毒品獲取困難，合成大麻素類物質、氟胺酮等毒品“替代品”濫用增加。持續流行又層出不窮的新精神活性物質給法醫毒物學鑒定帶來極大的挑戰，研究人員開展了大量新型新精神活性物質鑒定、結構確證、代謝途徑表征研究。本研究以中國知網（CNKI）、Web of Science（WoS）收錄的境內學者發表的法醫毒物學領域新精神活性物質研究文獻為樣本，通過文獻計量學方法探測研究熱點與前沿領域，使用NoteExpress、CiteSpace軟件進行數據分析，利用Gephi進行可視化展示，揭示我國法醫毒物學領域新精神活性物質研究的發展歷程與現狀，以期為未來的法醫毒物學研究提供參考信息。

1 研究方法

1.1 數據來源

本研究的數據采集方案包含制定檢索詞體系、數據庫檢索、人工篩選三個步驟。檢索詞可分為三大類：（1）新精神活性物質泛指名詞，中文形式為“新精神活性物質”“策劃藥”“新型毒品”，英文形式為“new psychoactive substances”“designer drugs”；（2）新精神活性物質各化學分類名詞，中文形式為“氨基茚滿類”“苯二氮 （卓）類”“芬太尼類”“苯環利定類”“苯乙胺類”“哌嗪類”“合成大麻素類”“合成卡西酮類”“色胺類”，英文形式為“aminoindanes”“designer benzodiazepines”“fentanyl analogues”“phencyclidine”“phenethylamines”“piperazines”“synthetic cannabinoids*”“synthetic cathinones”“cathinone derivatives”“tryptamines”；（3）新精神活性物質具體名詞，包括《麻醉藥品和精神藥品品種目錄》中13種和《非藥用類麻醉藥品和精神藥品列管辦法》中的174種化合物名稱。中文文獻來源于中國知網（CNKI），在主題、篇關摘字段分別檢索每一中文檢索詞；英文文獻來源于Web of Science（WoS）所有合集，在主題、關鍵詞字段分別檢索每一英文檢索詞，同時限定地址字段AD=China、語言為英文。檢索時間范圍為建庫起至2022年4月30日。通過人工篩除立法研究、政策管理等非法醫毒物學研究文獻，共得到中文文獻279篇，分布于58本期刊，且包含4篇中文SCI文獻；英文文獻76篇，分布于38本期刊，均為SCI文獻。

1.2 文獻計量分析

對篩選得到的所有文獻建立總數據庫，將其中的SCI文獻提取為子數據庫，分別進行計量分析。使用NoteExpress軟件對原始數據進行同義合并與字段修正：關鍵詞字段（DE）的英文詞匯轉換為中文對等概念；機構字段（C1）先精確至學院（系）名稱，在此基礎上將同一高校基礎醫學系與法醫學系合并為醫學院（比如復旦大學上海醫學院）；校內合作密切的學院合并為高校（如中國藥科大學）；從研究角度、目標物、所采用的分析技術三個角度對文獻賦予標簽，以便進行后續分析。在NoteExpress軟件中完成數量整理，包括期刊統計、機構統計、作者統計、詞共現頻數統計等。依據普萊斯定律，核心作者最低發文數為（umax為作者發文數量的最高值）。通過CiteSpace軟件進行數據處理，生成核心作者、機構、關鍵詞的共現網絡文件，導入Gephi進行知識圖譜網絡的可視化。通過建立體系化知識網絡來展現新精神活性物質的研究進展與趨勢。

2 研究與分析

2.1 文獻總體情況

圖1展示了我國新精神活性物質研究文獻發表量隨時間變化的趨勢。2006年起，少量研究報道了天然來源色胺類新精神活性物質的分析檢測方法。2011年開始，新精神活性物質研究以鑒定案例的形式出現，主要目標物為合成大麻素類。2015年起，相關研究開始在SCI期刊上發表，且年度發文量增速提升。2021年發文量突增至2020年的1.86倍，新精神活性物質迎來了前所未有的研究熱度。

圖1 我國新精神活性物質研究文獻發表量趨勢圖

從期刊分布情況（圖2）來看，我國法醫毒物學領域發文量排在前4位的期刊有《刑事技術》《中國法醫學雜志》《法醫學雜志》《中國司法鑒定》[1]，這些期刊也是新精神活性物質研究發表的主要期刊，4本期刊上共發表相關研究133篇，占中文文獻總量的47.67%。SCI文獻分散于38本期刊，其中Drug Testing and Analysis發文量超過10篇，Journal of Analytical Toxicology發文量為6篇，其余期刊發文量均在4篇及以下。期刊類型涵蓋法庭科學、法醫毒物學、分析化學、藥理學、環境科學等領域。

圖2 新精神活性物質法醫毒物學文獻主要期刊的分布情況

2.2 研究機構

總發文量位居前10位的機構共有11所（2所機構并列第10位），其發文量情況見圖3。在這11所機構中，有5所屬于公安系統，5所屬于高校，1所屬于司法系統。利用NoteExpress軟件生成機構共現關聯系數，關聯系數R越高則表明合作更加相對密切。公安部禁毒情報技術中心與中國藥科大學（R=0.158 2）合作較多；司法鑒定科學研究院與沈陽藥科大學藥學院（R=0.315 1）、廣東藥科大學藥學院（R=0.187 5）、煙臺大學藥學院（R=0.187 5）合作密切；公安部物證鑒定中心合作研究整體較少，主要合作對象為北京大學藥學院（R=0.070 4）；上海市公安局物證鑒定中心最常與上海醫藥工業研究院（R=0.148 8）合作；北京市公安司法鑒定中心與中國政法大學證據科學研究院（R=0.241 1）、中國人民公安大學（R=0.1372）、山西醫科大學法醫學院（R=0.132 3）均有合作。

圖3 總發表文獻量位居前10位的11所機構分布情況

圖4為基于SCI文獻繪制的機構合作網絡圖，節點大小、字體大小與發文數量呈正相關。公安部禁毒情報技術中心與司法鑒定科學研究院是我國新精神活性物質研究前沿探索與深度挖掘的主要機構。國內機構合作通常在公安、司法系統科研機構與高校之間展開，跨國機構合作則多為高校之間合作。從專業背景類型來看，除了傳統的刑事科學、醫學藥學外，化學化工、環境科學、材料科學、動物醫學等關聯學科研究人員也發揮專業特色，產出了高質量的新精神活性物質相關研究成果。

圖4 基于SCI文獻的機構合作網絡圖

2.3 核心作者

將文獻所有署名作者納入計量，國際合作文獻只納入境內作者，共計759位。本研究中，核心作者最低發文量為5篇，共計75位，占作者總數的9.88%。圖5為Citespace分析、Gephi繪制的核心作者合作網絡圖，以顏色區分作者所屬機構，以節點、字體大小反映作者發表文獻數量。核心作者合作網絡與前述機構合作網絡情況可對照呼應。發表文獻量排在前20位的作者如圖6所示，其中屬于公安部物證鑒定中心的有6位，屬于公安部禁毒情報中心的有5位，屬于司法鑒定科學研究院的有4位，余下作者分別屬于中國人民公安大學、瀘州市公安局、上海市公安局物證鑒定中心、中國藥科大學。

圖5 核心作者合作網絡圖

圖6 總發表文獻量位居前20位的作者情況

2.4 關鍵詞

2.4.1 發展歷程

文獻的關鍵詞是研究人員對于研究重點的精確提要，詞頻高的關鍵詞往往是一個研究領域的熱點概念。將英文題錄中的關鍵詞轉為對應中文并導入CiteSpace軟件中，以題錄中字段Descriptors（DE）作為關鍵詞（Keyword）分析的節點，同時選擇適當參數分析共現網絡，通過Gephi篩選出詞頻n≥2的關鍵詞節點進行可視化（圖7）。詞頻高的關鍵詞字體更大、顏色更深。詞頻最高的關鍵詞依次為氣相色譜-質譜（n=99）、新精神活性物質（n=89）、合成大麻素（n=86）。關鍵詞可歸納為四大類：（1）研究主題，詞頻從高到低依次為新精神活性物質、法醫毒物分析、法醫毒物學、法醫毒理學；（2）分析技術，詞頻從高到低依次為氣相色譜-質譜、液相色譜-串聯質譜、液相色譜-質譜；（3）目標物類群，詞頻從高到低依次為合成大麻素、芬太尼類、合成卡西酮；（4）具體化合物，詞頻從高到低依次為甲卡西酮、氟胺酮、二氯西泮。

圖7 關鍵詞共現網絡圖

在詞頻分析的基礎上，進一步生成時區圖（timezone view）以展示各關鍵詞的時間屬性（圖8）。節點各層年輪的顏色代表該關鍵詞流行的年份，圖中的醒目關鍵詞均有較為完整的年輪，說明新精神活性物質的研究主線是貫序、遞進的。“新精神活性物質”這一標準術語定名于2014年，2015年大部分高頻關鍵詞都已經出現，該年也是研究樣本中第一篇SCI文獻發表的時間點，說明我國法醫毒物學領域對新精神活性物質研究的主要框架已經迅速成形，研究方向從“從無到有”轉為“從有到深”。

圖8 法醫毒物學領域新精神活性物質發展時區圖（timezone view）

2.4.2 研究前沿

CiteSpace的突現詞探測（burst detection）算法可通過詞頻的時間變化趨勢來確定學科的前沿領域。2011年起至今的關鍵詞突現趨勢如圖9所示，關鍵詞突現趨勢的變遷同時反映了新精神活性物質的流行史和分析技術的應用史。其中，法醫毒物學、芬太尼類、氟胺酮、毛發分析四個關鍵詞的突現趨勢持續到了2022年。

圖9 關鍵詞突現趨勢圖

法醫毒物學是系統性研究毒物來源性質、體內過程、毒理毒性的一門學科[2]，本研究納入的文獻均屬于法醫毒物學范疇。該詞在近兩年發生突現，原因之一是新精神活性物質的濫用同時也在法學、公共政策等領域引起了廣泛討論，法醫毒物學工作者開始強調所著研究的學科屬性。

芬太尼類新精神活性物質在法律法規中表述為芬太尼類物質，“類物質”是我國政府為解決新精神活性物質管控問題而引入的全新法律概念。2019年5月1日起我國政府對芬太尼類物質實行整類列管，近年的法醫毒物學研究均基于“整類列管”這一需求而展開。一方面是為了實現無標準品情況下對疑似物、未知物進行結構鑒定，研究人員采集分析了芬太尼類物質的譜學特征。QIN等[3]對25種芬太尼類物質及5種新型合成阿片類藥物在電子轟擊離子源（electron impact ion source，EI）和電噴霧離子源（electron spray ionization，ESI）下的碎裂途徑和特征離子進行表征。EI源與ESI源中芬太尼類物質均發生哌啶環的裂解、苯乙基與哌啶環的斷裂，此外ESI源中還發生哌啶環與酰胺的部分斷裂。尚宇瀚等[4]采集了46種芬太尼類化合物在介質阻擋放電離子源（dielectric barrier discharge ionization，DBDI）下的二級質譜數據并研究其裂解規律與質譜特征，并基于該方法對粉末樣品中芬太尼含量進行分析，定量限為1 mg/kg。XU等[5]考察了28種芬太尼類物質的紅外光譜和拉曼光譜特征，為光譜檢測手段提供參考依據。另一方面是為了不斷優化篩查方法，在保證分離效能的同時及時覆蓋新出現的化合物。QIN等[6]建立了血液中28種芬太尼類物質的篩選方法，檢出限為0.005~0.03 ng/mL，定量限為0.05~0.2 ng/mL；該團隊[7]還建立了毛發中37種芬太尼類物質的篩選方法，檢出限為0.5~2.5 pg/mg，定量限為2~5 pg/mg。武漢海關研究團隊[8]針對海關實務需求，建立了芬太尼透皮貼劑中20種芬太尼類物質的篩選方法，檢出限為0.004~0.02 μg/mL。

氟胺酮是氯胺酮的氟代類似物，屬于苯環利定類新精神活性物質，流入我國后在多地開始流行。大連海事大學環境科學與工程學院研究團隊[9]建立了檢測污水中氟胺酮的氣相色譜-質譜方法和排放因子模型，并將其用于分析2018年至2020年間我國七個城市的污水樣本，結果表明氟胺酮早在2018年就于廣東地區出現濫用。2019年起，東莞市公安局[10]、福建省公安廳[11]、南通市公安局[12]、武漢市公安局[13]等陸續以文獻形式報告了未知毒品中氟胺酮的鑒定方法。2021年7月起，氟胺酮正式納入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補目錄》進行列管。近一年來，各研究團隊對氟胺酮展開了多角度的研究：楊喬等[14]建立了毛發檢材中氟胺酮的檢測方法，并提供了50例陽性樣本中氟胺酮的含量范圍；吳永富等[15]研究了氟胺酮在大鼠體內的毒代動力學規律；李鋒等[16]測定了氟胺酮對小鼠的半數致死量（LD50）、半數抑制濃度（LC50）等毒理學參數。

毛發分析是新精神活性物質檢測的重要手段，因其采樣非侵入、檢材易保存、反映長期用藥史而具有極高的實用價值。司法鑒定科學研究院研究團隊在SCI期刊上發表了7篇高水平文章，分別建立了覆蓋毛發中29種合成大麻素類物質[17]、16種新型色胺類致幻劑[18]、37種芬太尼類物質[7]的高效快速篩選方法；建立了5F-MDMB-PICA[19]、5-MeODiPT[20]、DMT[21]、賽洛新和賽洛西賓[22]的專屬分析方法，定量限均達到1 pg/mg及以下；在分析方法的基礎上，文獻同時提供了真實案例中的新精神活性物質代謝物檢出情況與濃度范圍報告，填補了這一領域的研究空白，為毛發分析的現實應用提供堅實的數據基礎。

2.5 標簽

2.5.1 研究熱點

由于研究人員對關鍵概念的表述存在差異，且Web of Science（WoS）數據庫中部分文獻缺乏關鍵詞字段Descriptors（DE），文獻原生關鍵字的分析結果只能構建新精神活性物質知識圖譜的總體框架而無法精確定量細節。以標簽形式對文獻重新分類后，使用Excel對目標物-研究角度的標簽共現頻數矩陣進行色階渲染，繪制的研究熱力圖如圖10所示。

圖10 基于標簽分類的研究熱力圖

定量分析是法醫毒物學工作的基本內容，也是其他類型研究的技術基礎，因此在所有研究中頻數最高。對新精神活性物質定量方法的研究已經覆蓋了多種基質，包括傳統的血液、尿液，處于發展前沿的毛發、污水，以及尚未規模化應用的干血斑[23]、口腔液[24]、腐敗組織[25-26]等。作為法醫毒物學實驗室分析能力的象征，高通量篩查也是法醫毒物分析發展的重要方向之一，司法鑒定科學研究院研究團隊[27]建立了可同時篩選血液和尿液檢材中239種合成大麻素和代謝物的液相色譜-高分辨質譜法（liquid chromatography-high resolution mass spectrometry，LC-HRMS），80%以上目標物的檢出限可達到5ng/mL。

未知新精神活性物質結構鑒定通常為對犯罪案件涉及的不在常規檢測范圍的未知毒品進行定性分析，總熱度高則往往意味著該類化合物種類多、濫用范圍廣。例如：2011年起合成大麻素類物質以“spike 99”[28]、“香料”[29]等名稱出現在檢驗案例中，此后每年都有新型合成大麻素類物質以文獻形式被報告；2021年7月實行整類列管后，繳獲毒品中又發現了超出“合成大麻素類物質”法律定義的新型化合物AD-18、5F-MDA-19和pentyl MDA-19[30]。結構確證手段也在不斷完善，從單一的氣相色譜-質譜方法發展為液相色譜-串聯質譜、氣相色譜-質譜、核磁共振、傅里葉變換紅外光譜聯用。裂解規律與質譜特征、光譜特征分析歸納常見于未被標準譜庫收錄的化合物，既包括案例中新發現的單個化合物（如4'-F-4-MAR[31]、5-MeO-DET[32]），也包括具有相同母核的化合物類群（如甲酰基吲哚類合成大麻素[33]、U系列新型合成阿片類物質[34]、苯基異丙基-酰胺系列合成大麻素[35]）。新化合物的分析報告與特征歸納對禁毒工作與法醫毒物學工作的展開具有重要的參考意義。

代謝物與代謝途徑表征、毒代動力學、毒理學研究適用于流行周期長、實際案例多的具體化合物。合成大麻素類化合物在生物基質中通常難以檢出原形，因此對其代謝物與代謝途徑的研究最為廣泛。苯二氮 類新精神活性物質二氯西泮、氟阿普唑侖等在“迷奸麻搶”案件中多次檢出[36-39]，此類案件往往涉及被害人救治、事后取證等難點，因此研究人員展開了基于大鼠模型的毒代動力學特征研究，為鑒定實踐提供基礎信息[40-42]。對于持續流行、濫用人群基數大的合成卡西酮類化合物，則拓展毒理學角度認識，如王學志等[43]研究了單次攝入甲卡西酮對大鼠代謝組學的影響，LIN等[44]研究了N-乙基戊酮（NEP）攝入對大鼠伏隔核神經遞質水平的影響。

基于污水的流行病學監測（wastewater-based epidemiological monitoring）可提供實時的毒品消費信息，是目前新精神活性物質毒情監測的有力手段。北京大學城市與環境學院團隊從2014年起對我國多個城市的污水中新精神活性物質進行監測，并先后發表了合成卡西酮類、合成哌嗪類[45]、氟胺酮[46]、合成大麻素類物質[47]濫用情況調查研究。大連海事大學環境科學與工程學院團隊參與了國際合作，為新精神活性物質國際流行趨勢研究提供了重要的中國數據[48-49]。

2.5.2 分析技術應用趨勢

從原生關鍵詞詞頻可以看出，分析檢測技術是新精神活性物質研究體系中至關重要的組成部分。圖11對每一年份文獻中各分析檢測技術的使用頻數進行了統計，并以百分比形式展示。統計結果顯示，文獻中應用的分析檢測手段逐漸多元，目前使用頻率最高的是液相色譜-串聯質譜，其次為氣相色譜-質譜。雖然液相色譜-串聯質譜在新精神活性物質分析中的應用不超過十年，但質量分析器已經進行了多次迭代。2013年時僅有三重四極桿質譜[50]，2016年起四極桿-飛行時間質譜開始推廣[51]，2019年的研究又引入了四極桿-靜電場軌道阱質譜、線性阱-靜電場軌道阱質譜、三重四極桿-線性離子阱質譜等多種串聯質譜，極大提升了法醫毒物學實驗室的定性定量能力，并廣泛應用于結構確證與篩選[23，52-56]。

圖11 新精神活性物質分析技術應用趨勢圖

色譜-質譜聯用技術具有高靈敏度、高選擇性，同時對樣品處理有較高要求；而敞開式離子化質譜（ambient ionization mass spectrometry，AIMS）定量性能相對較弱，但無需或僅需簡單的樣品處理，可滿足快速檢測、原位分析的需求。在新精神活性物質分析中，最常應用的敞開式離子化技術為直接實時分析（direct analysis in real time，DART）技術，可篩查緝獲未知物和生物檢材中的合成卡西酮、合成大麻素、芬太尼類物質等[51，57-61]。基于AIMS的微型質譜儀能夠進一步將質譜分析的優勢移植至現場檢測，相關分析方法的研究已經涵蓋了合成大麻素類物質[62]、芬太尼類物質[63]和合成卡西酮類[64]。 隨著儀器性能的提升和質譜庫的豐富，AIMS的應用范圍可進一步擴大。

核磁共振、拉曼光譜、紅外光譜等非質譜分析技術，目前主要與質譜技術協同應用于未知物結構確證，其單獨應用的潛力也在逐步挖掘。核磁共振波譜法于2010年被《中國藥典》正式收錄為定量方法，文獻中一般稱為定量核磁共振（quantitative-nuclear magnetic resonance，Q-NMR），可在無標準品、無分離純化衍生化等前處理的條件下進行定量。ZHAO等[65]確定了合成卡西酮結構在1H定量核磁共振中的共享信號，在此基礎上開發了在無標準品情況下對5種合成卡西酮進行定量的通用方法。光譜技術的優勢是快速、無損，目前研究還處于定性特征采集和定量可行性分析階段[5，66-67]，實現單獨定量應用尚有差距。除譜學分析技術外，中南大學法醫學系[68]還開發了特異性識別甲卡西酮的分子印跡熒光傳感器，線性范圍為0.5~100 nmol/L，可應用于低成本現場定量污水樣本中的甲卡西酮。

3 結語

本文通過文獻計量學研究手段對境內學者發表的法醫毒物學領域新精神活性物質研究文獻進行了分析，定量展示了該領域文獻的總體情況，繪制了研究機構與作者合作網絡，根據關鍵詞探測了該領域的發展歷程與研究前沿，并通過標簽加深了對研究熱點與應用趨勢的理解。概而言之，我國法醫毒物學領域新精神活性物質研究的發展驅動與兩大實踐需求密切相關：整類列管需求與新型化合物性質認識需求。前者要求基于類物質整體視角展開研究，例如突現詞芬太尼類物質的質譜光譜特征采集、通用篩查定量方法開發；后者要求及時而全面地擴充對新精神活性物質的認知，例如對突現詞氟胺酮的定性定量方法、毒情回溯、毒代動力學與毒理學性質等研究。而在具體應用上，則應充分利用各種譜學與非譜學分析技術手段，最終為實踐提供以突現詞“毛發分析”為例的具體可靠的解決方案。