简介
5alpha-雄甾-2-烯-17-酮具有 C19 甾体骨架，它既是脱氢表雄酮（DHEA）等甾体激素的天然代谢产物，也被非法添加于运动营养补充剂和动物生长促进剂中，成为兴奋剂检测与食品安全监控的关键物质。
图一 5alpha-雄甾-2-烯-17-酮
生物来源
5alpha-雄甾-2-烯-17-酮在人体内，可通过 DHEA 硫酸盐或雄酮硫酸盐经腋窝细菌代谢转化形成，也可作为激素依赖性乳腺癌细胞的芳香化酶抑制剂参与生理过程。在雌性亚洲象尿液中，其作为生殖相关的内源性甾体，可用于繁殖监测与分娩预测。外源性来源则以非法添加为主：在体育领域，它被作为前激素成分添加于D-2R等营养补充剂中，声称具有合成代谢活性；在动物养殖中，它是4-雄烯二酮（AED）滥用后的特征代谢产物，通过非法投喂促进肉类生产。
代谢特征与转化途径
人体摄入外源性5alpha-雄甾-2-烯-17-酮后，主要通过肝脏代谢与肾脏排泄，代谢过程以羟基化和环氧化水解为主，形成葡糖醛酸结合结合态代谢物排出体外。三个核心代谢产物分别为M1（2α- 羟基 - 5α- 雄甾 - 3 - 烯 - 17 - 酮）、M2（2β,3α- 二羟基 - 5α- 雄甾烷 - 17 - 酮）和 M3（3α,4β- 二羟基 - 5α- 雄甾烷 - 17 - 酮），其中 M2 和 M3 通过 2α,3α- 环氧化物和 3α,4α- 环氧化物的反式双轴水解生成，是检测的主要靶标代谢物。代谢物排泄具有时效性，单次摄入 100mg D-2 R 补充剂后，10.5 小时达排泄峰值，22.5 小时后基本难以检出，且 M2 同时存在于葡萄糖醛酸苷酶水解液和化学溶剂解液中。
在牛体内，5alpha-雄甾-2-烯-17-酮是 4 - 雄烯二酮（AED）滥用的特异性生物标志物，其生成途径与人体存在差异：AED 在体内代谢生成雄酮硫酸盐和表雄酮硫酸盐，这些前体在 GC 分析的高温注射过程中发生热降解，丢失 HSO₄⁻后经碳正离子重排形成5alpha-雄甾-2-烯-17-酮，部分同时生成5alpha-雄甾-3-烯-17-酮异构体。该代谢产物在牛尿液中的排泄高峰出现在给药后 4-30 小时，持续至给药后 4 天仍可检出，且无内源性背景干扰，成为区分合法饲养与非法投喂的关键标志[1]。
检测
样品前处理技术
5alpha-雄甾-2-烯-17-酮及其代谢物的检测核心步骤包括结合态水解、提取与衍生化。在人体尿液检测中，采用 β- 葡萄糖醛酸苷酶（E. coli 来源）在 pH6.9、50℃条件下酶解 1 小时，释放葡萄糖醛酸结合态代谢物；硫酸盐结合态则通过 5N HCl 酸化后，经四氢呋喃（THF）溶剂解获得。动物尿液样品采用 C₁₈填充吸附剂微萃取（MEPS）技术富集目标物，去除基质干扰。衍生化采用 N - 甲基 - N - 三甲基硅基三氟乙酰胺（MSTFA）与三甲基氯硅烷（TMCS）混合试剂，将羟基转化为三甲基硅醚（TMS）衍生物，提升 GC-MS 检测的灵敏度与分离效果。
代谢组学筛选策略
在动物食品安全检测中，基于 GC-MS 的非靶向代谢组学方法成功筛选5alpha-雄甾-2-烯-17-酮为 AED 滥用的生物标志物。通过对比给药前后牛尿液的代谢指纹图谱，结合主成分分析（PCA），从 2943 个离子特征中筛选出 17 个差异代谢物，最终经靶向验证确认 Androst-2-en-17-one 与 5α- 雄甾烷 - 3β,17α- 二醇为最可靠的检测靶点，构建的筛查模型假阳性率仅 12%，符合欧盟 2002/657/EC 指令要求[2]。
图二 5alpha-雄甾-2-烯-17-酮的GC-MS色谱图
参考文献
[1]Anizan S, Bichon E, Duval T, et al. Gas chromatography coupled to mass spectrometry-based metabolomic to screen for anabolic practices in cattle: identification of 5α-androst-2-en-17-one as new biomarker of 4-androstenedione misuse[J]. Journal of Mass Spectrometry, 2011. DOI:10.1002/jms.2035
[2]Ayotte C, Sylvestre A, Charlebois A, et al. Detection of 5α-androst-2-en-17-one and variants: Identification of main urinary metabolites in human urine samples by GC-MS and NMR[J]. Drug Testing and Analysis, 2016. DOI:10.1002/dta.2105