使阿片类药物流行复杂化：科学家估计芬太尼有大量化学变体

虽然新冠大流行在过去两年中占据了新闻的主导地位，但另一种流行病每年夺走了超过10万名美国人的生命。芬太尼是一种合成物质，最初是作为止痛药制造的，但后来演变成一种利润丰厚且危险的街头麻醉品，是阿片类药物危机的核心所在。

除了每个月有数千人丧生外，这两种物质还有一个关键的特点：有能力改变或被改变成一些意想不到的东西，造成困难的挑战。保护自己的第一步只是意识到危险的存在。

芬太尼变种：威胁

新冠病毒毒株已经演变出像Omicron这样的变体，能够有效地绕过身体的防御系统。芬太尼也有变种，其化学结构对身体的影响更大，使其更具致命性和成瘾性。为了避免被发现，逃避法律，并赚取更多的钱，全球各地富有进取心的化学家正在临时实验室中忙于实验，创造新的和非法的止痛药版本--据估计，其基本形式比吗啡有效100倍。

美国能源部西北太平洋国家实验室（PNNL）的科学家们估计，芬太尼有数以亿计的可能化学变体，即所谓的类似物。每一个变体在一个有进取心的化学家手中变成现实，都意味着风险。

PNNL的科学家Richard Ozanich说：“毒品的新形式在不断出现，”他是一名分析化学家，正在利用国土安全部的资金解决芬太尼危机。“这意味着，有时我们并不清楚我们在寻找什么；一种新的形式可能还没有出现在执法部门的雷达上。”

芬太尼数据库拯救了生命

急救人员依靠已知芬太尼变体的化学结构的数据库。这就像一套有害药物和其他有害物质的化学指纹。保持芬太尼库的更新是非常重要的。毒贩子和不择手段的化学家不断地以微小但有影响的方式修改化合物--足以创造出逃避检测的物质，使毒贩子能够逃避起诉，并且仍然具有致命的力量。

许多进入美国的非法物质源自墨西哥等国家。他们的创造者致力于研究更容易上瘾或更容易制造的类似物。或者他们创造出可以更有效地稀释的形式，以提高利润，或用于增加假药和其他非法物质。每一个未列入目录的变体都会给犯罪分子一个漏洞--一个规避法律的机会。

Ozanich说：“即使一种化合物还没有被列入清单，它也可以杀死你。”他指出，一些形式的化合物非常强大，不超过一粒盐的量就可以致命。

Ozanich领导着一个由国土安全部科学和技术局资助的项目，以帮助缩小这一差距。他的团队正在更新警察、危险材料小组和其他急救人员用来识别和了解他们遇到的危险物质的数据库。警察、消防员和其他人员通常携带便携式仪器，可以进入这些数据库，让官员们即时了解他们遇到的情况。

PNNL已经为这些数据库增加了大约50个化学结构，其中还包括海洛因、可卡因和甲基苯丙胺等毒品的信息。一个更大的数据库减少了警察、消防员、护理人员或其他人面对他们无法识别的危险未知物质的机会。

“执法部门和其他官员需要在危险情况下迅速做出决定。我们是否需要封锁该地区？我们是否安全？对其他人有危险吗？改进信息以迅速做出这些决定是我们努力的重点，”Ozanich说。

他补充说：“知道你在现场面对的是什么危险，你就可以采取适当的行动来保护自己和公众。”

超越数据库

PNNL的其他科学家正在利用强大的计算机和创新的计算化学方法来预测尚未被创造出来的潜在芬太尼类似物--甚至在它们进入市场之前就有可能被添加到数据库中。这项研究是试图最终减少对使用物理样品分析结果生成的库的依赖的一部分。

相反，PNNL的科学家们正在研究如何根据对基本科学原理的理解来预测和排列样品中的潜在化学结构。这将允许早期识别来自替代形式的芬太尼或其他来源的威胁，而不是仅仅依赖已经知道的东西。

芬太尼的研究完全符合PNNL寻找、探测和测量感兴趣的物质或现象的工作范围。这些物质包括爆炸残留物、核爆炸中产生的稀有气体、暗物质、其他非法药物的痕迹、辐射的暗示，以及像蓖麻毒素和沙林这样的危险化学品。研究人员积极寻求新的方法来检测或--最好是--在这些威胁存在之前就预测和预防它们。

PNNL的高级科学家Kabrena Rodda说：“这种能力归根结底是主动的态势感知--也就是说，有可能及时领先于威胁，以帮助执法部门和第一反应者有效地减轻威胁，”他领导了许多对抗化学威胁的项目。

Rodda补充说：“随着这种能力的成熟，我们对超越单纯识别威胁的潜力感到兴奋，并将其应用于新的应用，以保证人们的安全。”

确保现场的准确性和安全性

数据库的更新是Ozanich领导的一个更广泛的两年期项目的一部分，该项目旨在评估全美各地应急人员使用的探测设备的性能。PNNL已经将第一反应者和其他人用来检测和测量芬太尼的21种关键仪器的14家制造商聚集在一起。这些仪器几乎涵盖了今天在街上发现的所有形式的芬太尼。

通过努力，Ozanich 及其同事目前的工作将渗透到全美各地警察和其他人面临的几乎所有芬太尼事件。

该项目与 Ozanich 领导的另一个由 DHS 资助的项目相吻合，重点关注芬太尼标准。在 ASTM International 的支持下，他召集了 100 多名科学家、急救人员、缉毒官员、设备制造商和其他人，共同制定了三项新的实验室标准。如果没有适当的标准，警察和护理人员在工作时将面临更大的风险。

两个标准涉及现场测试芬太尼和相关化合物的设备和方法的性能。第三个标准旨在为现场遇到芬太尼的急救人员提供指南。该标准得益于第一响应者的大量投入，PNNL 与他们有着密切的关系，部分通过西北地区技术中心。

一位曾与 Ozanich 合作过的执法官员是新泽西州警察局危险材料响应部门的侦探警长 Pakorn Pattimetha。

“每天，我们都会看到不同种类的芬太尼混入所有类型的药物和非法药丸中，”Patimetha 说，他在大学主修生物化学，然后进入教学和执法部门。Patimetha 估计，在过去五年中，送往该州犯罪实验室的含有芬太尼的毒品样本比例从 5% 飙升至 90% 以上。

“犯罪现场可能很混乱。我们需要在现场快速准确地识别芬太尼，以确保每个人都保持安全，并妥善保护危险证据，”Patimetha 补充道。“让第一响应者参与进来很重要，因为我们可以在现实世界的条件下解释现场的情况。Rich 让急救人员参与其中。我们直接提供我们的输入，以确保这些方法是有效的，并且它们像我们需要的那样工作。”