双诱导仓鼠肝S9：亚硝胺时代下的代谢守门人

引言

在新药研发这场漫长而昂贵的征程中，超过40%的候选药物因不良的药代动力学性质或未预见的毒性而折戟。肝脏代谢在其中扮演着决定性的角色——它既可能让药物失效，也可能将其转化为毒物。 尤其是近年来，亚硝胺类杂质（如NDMA、NDEA）在多款药物中的“意外发现”，引发了全球监管机构对这类“前致突变物”代谢活化评估的高度关注。如何在候选药物及杂质进入临床试验前，就精准预测其在肝脏中的代谢活化风险？这正是双诱导#仓鼠（金黄地鼠）肝S9#代谢活化系统在当代毒理学研究中肩负的核心使命。

一、肝S9：试管中的肝脏

肝S9（Liver S9 Fraction）是一种肝组织匀浆后离心获得的含有代谢所需成分的上清液，包含微粒体和胞质溶胶，保留了大多数细胞色素P450（CYP）酶和可溶性Ⅱ相酶。简单来说，它就像是“试管中的肝脏”，能够模拟身体如何代谢惰性化学物质，并将其可能活化为诱变剂。

（图1 肝S9代谢活化系统原理图）

与其他体外代谢模型相比，肝S9的优势在于它同时保留了Ⅰ相代谢（CYP450氧化还原）和Ⅱ相代谢（如葡萄糖醛酸化、硫酸化）两大功能体系，因此能够更全面地评估药物在肝脏中的整体代谢情况。

二、为什么要“诱导”？

不同种属的肠微粒体各有侧重，选择时应结合研究阶段和核心问题：

S9组分在使用前通常会经过特定的诱导剂处理，以提高肝脏中代谢酶的表达和活性。未经诱导的动物肝脏S9中，CYP酶等代谢酶的活性相对较低，可能导致某些需要代谢活化才能产生遗传毒性的化合物（尤其是亚硝胺类）被漏检。

目前常用的诱导方案主要有两种：一是采用多氯联苯（Aroclor 1254）一次性腹腔注射诱导，二是采用联合灌胃连续3天诱导。OECD指南明确指出，使用Aroclor 1254诱导或PB/BNF联合诱导的S9均被认可为符合规范的代谢活化系统。其中，PB/BNF双诱导方案更符合现代动物伦理要求，且对CYP2A6等亚硝胺代谢关键酶的诱导效果尤为显著（详见表1）。

（表1 不同诱导方法对肝S9代谢酶谱的影响对比）

三、为什么选择仓鼠（金黄地鼠）？

在传统的遗传毒性试验中，大鼠肝S9一直是常用的代谢活化系统。然而，近年来大量、比较研究揭示了仓鼠（金黄地鼠肝S9在亚硝胺类化合物代谢活化方面的独特优势：

▶ 更高的P450酶活性，尤其是CYP2A

一项发表于《Mutation Research》的最新研究对未诱导和PB/BNF诱导的金黄地鼠和大鼠肝S9进行了系统比较。结果表明，在相同条件下，金黄地鼠S9的CYP活性普遍高于大鼠S9。特别值得注意的是，诱导后金黄地鼠S9的CYP2A6样活性诱导倍数超过7.8倍，相较诱导后大鼠S9高出约60倍。这一差异使得金黄地鼠S9在对亚硝胺类化合物等特定致癌物的代谢活化方面具有独特优势。

▶ 亚硝胺类前致突变物的“最佳激活器”

早在1981年，研究就发现金黄地鼠的肝S9和肝细胞制剂在将NDMA、N-亚硝基二乙胺（NDEA）等多种亚硝胺类化合物代谢转化为致突变物方面，始终比大鼠制剂更为有效。这种差异源于仓鼠肝脏中高表达的CYP2E1和CYP2A酶系，恰好是亚硝胺类化合物α-羟基化代谢活化的关键酶。

▶ 监管机构的高度认可与明确要求

（图2 EMA 亚硝胺杂质增强Ames试验对S9要求）

欧洲药品管理局（EMA）在其发布的关于人用药品中亚硝胺杂质的Q&A指南中，明确指出：增强Ames试验应在没有S9以及存在30%大鼠肝S9和（或）30%仓鼠肝S9的条件下进行测定。指南还规定，大鼠和仓鼠S9应从经CYP酶诱导性物质处理的啮齿动物中制备。这一要求直接反映了监管层面对仓鼠S9在亚硝胺评估中特殊价值的认可。

四、双诱导仓鼠（金黄地鼠）肝S9在毒理学中的核心应用

4.1 遗传毒性检测（Ames试验）——亚硝胺类化合物的“试金石”

Ames试验是检测化合物致突变潜力的国际金标准，被OECD 471导则列为药品注册申报中遗传毒性评估的核心方法之一。在Ames试验中，S9代谢活化系统的质量直接决定了检测结果的可靠性。

对于许多本身无毒但经代谢活化后产生遗传毒性的前致突变物（如N-亚硝胺类杂质），仅靠标准Ames试验往往难以有效检出，这正是增强Ames试验（Enhanced Ames Test）应运而生的原因，而双诱导金黄地鼠肝S9正是增强Ames试验中的关键试剂。

最新研究数据： 一项2025年发表的HESI国际合作环试研究对29种N-亚硝胺类化合物进行了系统评估，该方案使用TA1535和WP2 uvrA（pKM101）菌株、30分钟预培养及含30%仓鼠肝S9的混合液，可检测到所有18种阳性物质。结果表明，使用含30%仓鼠肝S9的代谢活化系统，对啮齿类致癌亚硝胺的检测灵敏度高达90%（详见表2），显著优于仅使用大鼠S9的方案。

（表2：不同S9代谢活化条件下亚硝胺类化合物致突变性检测的灵敏度和特异性）

4.2 染色体畸变试验和体外微核试验

双诱导金黄地鼠肝S9同样广泛用于体外哺乳动物细胞染色体畸变试验和体外微核试验。在这些试验中，添加S9代谢活化系统可以有效模拟体内代谢过程，尤其对于亚硝胺类化合物可能引起的染色体损伤评估，仓鼠S9的加入可显著提高检出率。

4.3 药物代谢稳定性与亚硝胺杂质筛查

肝S9在药物早期研发中还广泛用于代谢稳定性评估、代谢产物鉴定及药物相互作用研究。对于含有潜在亚硝胺杂质的原料药或制剂，使用双诱导仓鼠S9进行体外代谢活化筛查，已成为符合国际注册要求的标准步骤。

（表3：遗传毒性评估中主要应用场景一览）

五、齐氏生物双诱导金黄地鼠肝S9产品优势

齐氏生物依托多年的研发经验和技术积累，推出了高品质的双诱导仓鼠（金黄地鼠）肝S9产品，特别适用于亚硝胺类候选化合物及杂质的遗传毒性评估，为药物早期研发和毒理学研究提供可靠的代谢活化工具。

结语

在药物研发从“高投入、高风险”向“精准高效”转型的当下，体外代谢活化系统的质量直接决定了遗传毒性评估的准确性，进而影响整个研发管线的成败。尤其是面对亚硝胺类杂质这一全球监管焦点，双诱导仓鼠（金黄地鼠）肝S9以其对CYP2A酶系的诱导效果、更高的亚硝胺活化能力以及国际监管机构的高度认可，正在成为遗传毒性试验领域不可忽视的关键工具。

本期是「代谢π析·仓鼠S9专题」的第1篇，我们探讨了双诱导仓鼠肝S9在亚硝胺遗传毒性评估中的核心价值。下一期（代谢π析(五)）将继续聚焦加强Ames试验，详解亚硝胺类阳性对照的选择策略与实操建议，敬请期待。