让分析化学家忙碌的芬太尼再次成为中美焦点

美国众议长从台湾离开后，中国大陆各有关“单位”的反制措施如约而至。

作为国家主管外交事务的专门机构，中国外交部自然也不遑多让，在8月5日宣布了8条反制措施。

令普通人感到些许意外的是，其中看似不太起眼的第七条，即“暂停中美禁毒合作”，没想到却引起美方异常强烈的反应。

美国白宫国家禁毒政策办公室主任拉胡尔·古普塔在其推特中声称，中方暂停中美禁毒合作是“不可接受的”。

从这位老兄的评论看，中国似乎在美国的禁毒工作中发挥着至关重要的作用，这又是从何说起的呢？

要聊这事儿的话，就得从一种叫作芬太尼的止痛药物说起，这是一种强效阿片类物质。（注：也有更直观的叫法——鸦片类）

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相关资料显示，它的药性是吗啡的近百倍，但对呼吸的抑制作用较吗啡弱，不良反应也比吗啡小。

吗啡想必大家相对比较熟悉，电影《拯救大兵瑞恩》里就有军医在战场上为伤兵紧急注射吗啡的经典桥段。

注：阿片类药物主要具有止痛作用，它是从罂粟中提取的生物碱以及体内外的衍生物，与人体的中枢特异性的受体相结合，能够缓解疼痛，产生欣快感。阿片类药物主要包括可待因、双氢可待因、羟考酮、美沙酮、吗啡、芬太尼、杜冷丁等。

芬太尼的诞生是在1960年，由比利时药物化学家、杨森公司创始人保罗·杨森博士在含氮原子的六元哌啶环这个化学基团的基础上进行改进，最终成功合成的。

保罗·杨森博士，来源网络

这种化合物原本是作为临床药品，最初在欧洲被广泛使用。1968年，美国批准芬太尼用于医疗用途，主要适用于各种疼痛及外科、妇科手术后和手术过程中的镇痛，服用方式包括口服和贴片。

但自1999年以来，由于受医药资本追逐高利润的推动，美国国内开始出现阿片类药物滥用问题。滥用到啥程度？有统计数据显示，占世界人口总数5%的美国人消费了全球80%的阿片类药物，随便有个头疼背痛都能开到这类药吃。而从2013年开始，滥用主角变为以芬太尼为首的人工合成类阿片药物。

很显然，强大的药效导致瘾君子把这类止痛药当作了新型毒品。如果按照毒品划代的话，芬太尼类物质属于被称之为“新精神活性物质（NPS）”的第三代毒品。

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这类药物往往具有两面性，一面是天使，一面是魔鬼。在临床上用得好，可以帮助手术镇痛，帮助患者减轻疼痛。但用多了就上瘾，极容易过量使用导致死亡。就拿芬太尼的一个变体——卡芬太尼来说，只要0.02克就足以使一名成年人毙命。0.02克！大概只相当于4粒盐的重量。

美国疾病控制预防中心（CDC）网站显示，2019年美国有超过7万人死于用药过量，超过3.6万人死于过量服用合成阿片类药物。2020年，美国有9.3万人死于用药过量，其中超过60%的人与芬太尼有关。

根据医学期刊《柳叶刀》今年初发表的一项研究认为，美国在未来10年，将会有120万人死于毒品吸食过量。

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而且芬太尼还有一个特点，很容易生成各种衍生物，以逃避监管，从而形成了一个庞大的“芬太尼家族”。目前，全球已查获作为毒品滥用的芬太尼类物质有数十种，潜在的类似物数量可能高达成千上万种。联合国禁毒公约中管制的芬太尼类物质共27种。

形式如此严峻，当政者总得有所动作，也算好歹对选民有个交代。这时中国又成了“背锅侠”。2018年，美国国会下属的美中经济与安全审查委员会的一份报告说，几乎所有类型的化学品和制造芬太尼的商品都能在网络上以低价从中国厂商那里买到。

而在美国街头，芬太尼的诸多花名里，“China White”也是其中之一。

这些由头导致了后续中美在禁毒方面的深入合作，且合作主要针对的就是芬太尼的管控。

其实，以中国在全球范围内首屈一指的对待毒品的打击力度，芬太尼问题在中国并不突出，绝大多数老百姓可能都没听说过这个名字，更甭提形成什么规模性滥用了。

只不过2018年那会儿中美贸易战刚刚正式开打，为了能够妥善解决双方在经贸领域的矛盾，显示中方的诚意，当年年底中美两国元首在阿根廷会晤时，双方达成一致意见，即“采取积极行动加强执法、禁毒等合作，包括对芬太尼类物质的管控”。

转过年来的5月1日，中国说到做到，宣布把强效阿片类药物芬太尼的所有变异列入受管制品种目录，成为全球第一个对芬太尼类物质实施整类列管的国家，管制品种远超出联合国公约范围。这实际上是加大了中国的执法成本。

来源中华人民共和国公安部网站

在合作的实操层面，中国会把境外向中国公司寻购芬太尼的情报分享给美国，例如仅在2018年中国就给美国提供了400多条寻购芬太尼的情报。对美方通报的贩卖芬太尼类物质的线索，中国的执法机关也都积极核查，并及时地反馈给美方。

为了从源头上发现研制以芬太尼为代表的新精神活性物质的不法分子，我国甚至已经开始加强对于核磁共振波谱仪（NMR）的管控。因为不法分子研发合成出新精神活性物质后，通常会使用NMR进行检测，根据获得的谱图判断产品的化学结构是否与预期一致。

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注：不知道现在布鲁克、日本电子等公司在中国大陆每销售一台NMR设备，是否都需要向公安相关部门报备？

这些措施对于支持美国的禁毒工作均发挥了重要作用。

此外，美方需要中国帮忙的另一个关键点是想请中国从源头上控制芬太尼药物原材料（前体）的供应环节。在美方看来，好像只要把中国的原料来源掐断，美国国内芬太尼泛滥成灾的问题就解决了。

这里先科普一下。合成芬太尼有两个重要的前体，N-苯乙基-4-哌啶酮（NPP）和4-苯胺基-N-苯乙基哌啶（4-ANPP）。对于中国这个化学原料药的生产及出口大国而言，我们可以推测这两种化合物的出口量应该也不会小。

本来，我出口的是原料，别人拿去合成什么东西叫我怎么负责？罪犯拿着菜刀行凶，卖菜刀的也得陪绑？

但出于对毒品“零容忍”的一贯立场，尽管美方诉求背后的动机可能没那么纯粹，中国政府还是把这两个前体也列入易制毒化学品管制，对其出口实施严格控制。这样做的直接后果就是经济上的巨大损失。

但令人沮丧的是，对于技术门槛不高的产品，很快就有其他国家来填补市场真空，虽然价格可能会贵一些。中国这边的出口量虽然大幅减少，可印度等其他一些国家的出口量又上去了。

结果，美国CDC发布的数据显示，2021年，美国有超过10.7万人死于吸毒（嗑药）过量，较之2020年增长了15%，再创历史新高。

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现在，中国又暂停了与美方在禁毒方面的合作，也难怪美国人的反应如此激烈。

不过，虽然和美国的合作暂停，但这并不影响中国人在全球毒品治理中贡献中国智慧和力量。

如前所述，全球每年都有大量“新精神活性物质（NPS）”在非法市场上冒出来，它们一般是由“地下化学家”对管制毒品进行化学结构修饰所得到的毒品类似物，具有与管制毒品相似或更强的兴奋、致幻、麻醉等效果。

但是由于司法、医药鉴别技术能力等差异，全球非法实验室产出的新型毒品在药物化学结构上可能与很多合法药品相似，并且多数也不在现有毒品法规的管辖范围之内，从而导致很难被侦测。

通常，这类毒品的检测由相关法医实验室完成，检测时一般是从被查封药片或粉末中采样，并使用质谱分析法进行识别。

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如果是已知毒品，譬如在HighResNPS里有它的标准谱图，那就比较简单。我们只需拿着样本的质谱图去数据库里做个比对，即可知道检测的样本是什么。

注：HighResNPS是目前包含NPS结构最新、最全面的资源数据库，来自世界各地数十家法医实验室的贡献者在生物样本或执法部门缉获的物品中检测到新物质时，会向HighResNPS提交数据。

而如果是未知毒品，事情就没那么容易了。要想弄清楚一款全新人造毒品的结构，分析化学家们往往需要持续数周甚至数月的埋头工作，并且还得借助其他类型的实验技术，譬如核磁共振技术。

为了解决这个问题，一批科学家将目光聚焦到了人工智能（AI）身上。

去年底，不列颠哥伦比亚大学的中国博士生汪飞，联合团队成员研发出一种名为 DarkNPS的工具，这是一种自动化、生成式的机器学习方法，只需利用质谱，即可获得未知新型精神药物即人造毒品的化学结构。

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该工具可以完成两件事。其一，预测不久的将来，可能出现在非法市场上的未知的新型毒品的化学结构；其二，使用质谱技术，阐明刚出现在非法市场上的新型毒品的完整化学结构。

据介绍，它已经被美国缉毒局、德国联邦警察还有欧洲的一些执法机构使用。这一计算生物学领域的重要突破也被发表在国际顶级学术期刊《Nature》子刊《Nature Machine Intelligence》上。

汪飞的合作者之一Michael A．Skinnider表示：“我们的方法可以将识别NPS所需的时间从几周或几个月缩短到几个小时。”

【参考文献】

1、Skinnider, M.A., Wang, F., Pasin, D. et al. A deep generative model enables automated structure elucidation of novel psychoactive substances. Nat Mach Intell 3, 973–984 (2021). 

https://doi.org/10.1038/s42256-021-00407-x