2022 年 2 月 9 日，負責北京冬奧會反興奮劑工作的國際檢查機構（ITA）宣布，伊朗男子高山滑雪運動員謝姆沙基興奮劑檢測呈陽性，被即時暫停參賽資格。
這也是北京冬奧會開幕以來首次出現(xiàn)了運動員興奮劑檢測異常的情況。
ITA 對謝姆沙基興奮劑檢測結果的通報
圖源：ITA 官網
在科技不斷進步的今天，興奮劑開始以更隱蔽的形式出現(xiàn)在體育賽事中，而反興奮劑機構也開始用科技手段「武裝」自己，維護體育公平。
興奮劑和反興奮劑機構之間的這場戰(zhàn)爭，曾在 2003 年，因為一支針筒的出現(xiàn)，被推向了高潮。
2003 年 6 月，美國反興奮劑機構（USADA）發(fā)言人瓦寧格接到了一通匿名舉報電話。
對方先以濃重的牙買加口音聲稱自己是「美國某知名田徑教練」，然后表示一些知名田徑運動員服用了興奮劑，但這種興奮劑以目前的檢測手段無法發(fā)現(xiàn)，他愿意給反興奮劑機構提供這種興奮劑的樣本以便檢測。
這些內容聽起來似乎有些荒唐，卻很快引起了瓦寧格的注意——美國牙買加裔的「知名田徑教練」只有一個，也就是格拉漢姆。
彼時他在美國田徑界知名度極高，蒙哥馬利、加特林、甚至于「女飛人」瓊斯等短跑運動員都曾是他的弟子。
瓦寧格意識到，如果格拉漢姆所說的興奮劑確實存在，無疑將會對美國體育界的公信力造成毀滅性打擊，為了盡快獲得線索，他假裝自己沒有識破對方的身份，提供了一個地址以便寄送「樣本」。
沒過多久，反興奮劑機構的辦公室收到了一支裝載著不明液體的注射器。
高層不敢怠慢，馬上將注射器送到了加州大學洛杉磯分校的奧林匹克分析實驗室，并點名要求實驗室負責人、反興奮劑專家唐·卡特林接手此事。
「體育藥檢之父」唐·卡特林
圖源：Science
根據(jù)此前舉報電話中提供的信息，注射器里所裝的興奮劑為一種蛋白同化類固醇。
作為雄激素的衍生物，蛋白同化類固醇在大劑量時可以促進人體肌肉生長，增強運動員的肌肉力量，是田徑領域最常見的興奮劑之一。
出于謹慎，卡特林帶領研究人員們首先取少量樣本，利用當時檢測興奮劑的「金標準」氣相色譜-質譜法（GC-MS）進行分析，并將結果與當時常見的興奮劑進行對比。
很快，研究人員在色譜圖上觀察到了類固醇的痕跡，但尷尬的是，色譜圖顯示樣本中存在近 30 種類固醇化合物——考慮到 GC-MS 會對樣本進行預處理，唯一的合理解釋是這種新型興奮劑在預處理過程中發(fā)生了裂解，研究人員在色譜圖里看到的都是興奮劑的「徒子徒孫」。
當然這也意味著，這種新型興奮劑可以輕易逃避以 GC-MS 為基礎的尿檢，舉報電話中提到的「以目前的檢測手段無法發(fā)現(xiàn)」所言非虛。
AAS類興奮劑 17β-群勃龍的 GC-MS 色譜圖
圖源：Waters Corporation.
GC-MS 行不通，卡特林想到了利用液相色譜-串聯(lián)質譜法（LC-MS/MS）進行分析，盡管這在當時并不是興奮劑檢測的常規(guī)操作，但 LC-MS/MS 采用的樣本預處理方式與 GC-MS 不同，或許可以避免此前出現(xiàn)的裂解現(xiàn)象。
果然，研究人員通過 LC-MS/MS 抓到了這種新型興奮劑的痕跡，進一步的分析還發(fā)現(xiàn)，它的結構和兩種已知的興奮劑——孕三烯酮（gestrinone）和群勃龍（trenbolone）類似。
遺憾的是，限于當時的技術水平，卡特林并沒能直接確定這種新型興奮劑的分子結構。
就在研究再次進入瓶頸時，卡特林決定采取逆向思維解決問題：先以現(xiàn)有證據(jù)猜想出新型興奮劑的分子結構，再合成「猜想中的化合物」，最后將合成的化合物與標本進行比對，就可以繞過技術限制確定結構了。
為此，卡特林和研究人員開展了為期數(shù)周的「紙上談兵」，最終決定合成四氫孕三烯酮（tetrahydrogestrinone, THG）來進行比對。
THG（左）、孕三烯酮（中）和群勃龍（右）的結構非常類似，目前均被列入 WADA 禁用物質清單（圖源：參考文獻[4]）
不出所料，四氫孕三烯酮在 LC-MS/MS 分析中的表現(xiàn)和格拉漢姆提供的針筒里面的藥液一致，而四氫孕三烯酮的 GC-MS 更是完美復現(xiàn)了原藥液的裂解現(xiàn)象。
卡特林就此證明格拉漢姆所提到的「以目前的檢測手段無法發(fā)現(xiàn)」的興奮劑，正是四氫孕三烯酮。
經過數(shù)月的不懈努力，2003 年 8 月，UCLA 奧林匹克分析實驗室宣布已經成功研發(fā)四氫孕三烯酮的檢測方法，相應尿檢在多國正式展開。
同年 10 月，英國短跑名將錢伯斯的四氫孕三烯酮尿檢呈陽性，被國際田聯(lián)禁賽兩年。
針對錢伯斯的調查成功搗毀了研發(fā)、銷售和推廣四氫孕三烯酮的巴爾科實驗室，其創(chuàng)始人隨后被捕，陸續(xù)交代出了曾使用過四氫孕三烯酮的運動員，其中就包括格拉漢姆的「得意弟子」蒙哥馬利和瓊斯，他們也隨后被處以禁賽、剝奪獎牌等處罰。
2007 年，曾經的「女飛人」瓊斯因瞞報自己使用四氫孕三烯酮及在此事件中做出虛假供詞，被判監(jiān)禁 6 個月，并被剝奪多塊獎牌（圖源：AFP）
而在被揭穿「匿名舉報」的身份之后，格拉漢姆的舉報動機卻讓所有人大跌眼鏡。
他原本是巴爾科實驗室創(chuàng)始人孔蒂的合作伙伴，幫助過孔蒂在體壇大肆推廣興奮劑（包括促紅素、生長激素和 THG 等），卻最終因為與孔蒂關系不和而進行舉報。
當然，反興奮劑機構也并沒有因為格拉漢姆的舉報而對他手下留情，格拉漢姆于 2008 年被處以終身禁賽。
毫不夸張的說，四氫孕三烯酮（THG）事件可以說是反興奮劑史上第一次通過現(xiàn)代分析化學手段，破獲的體壇集體性興奮劑丑聞事件，「THG」更是在 2003 年一度成為媒體熱詞。
在 THG 事件后，包括世界反興奮劑機構和國際奧委會在內的各大組織紛紛痛定思痛，開始將現(xiàn)代興奮劑檢測手段引入賽場。
例如在自行車領域，由于輸血、使用促紅素和促紅細胞生成藥物等多種可提高耐力的方法日趨泛濫，國際自行車聯(lián)盟于 2008 年推出了運動員生物護照制度，隨后成為運動員參加各大體育賽事的必需門檻。
在運動員生物護照體系中，反興奮劑機構會根據(jù)競賽項目需要，動態(tài)檢測、分析運動員的激素水平、血液常規(guī)等指標，一旦運動員的有關指標出現(xiàn)波動，反興奮劑機構便會及時安排有關檢測，具有跨賽季、跨賽事的優(yōu)點。
運動員生物護照（ABP）的血液模塊，主要用于耐力項目運動員（圖源：參考文獻[7]）
在本屆冬奧會上，我國自主研發(fā)的干血點興奮劑檢測首次于奧運賽事中正式應用。
相比于傳統(tǒng)的尿檢、血檢，干血點興奮劑檢測技術可有效提高部分生物穩(wěn)定性較差的興奮劑的檢出率，其主要有兩個原因：一是血樣在干血斑的狀態(tài)下，其中的成分不容易發(fā)生反應；二是樣品更方便運輸，不容易在運輸過程中受外界因素干擾而變質。
同時，干血點興奮劑檢測技術對運動員傷害小，更能有效緩解反興奮劑實驗室的檢測壓力，頗具實用價值。
致謝：本文經 清華大學化學系博士 孫亞飛專業(yè)審核
策劃：地貓、z_popeye
監(jiān)制：gyouza
題圖來源：圖蟲創(chuàng)意
參考文獻：
[1]Internal Revenue Service Criminal Investigation Division. Memorandum of Interview for Investigation #940330013. http://assets.espn.go.com/media/pdf/090921/graham_irs.pdf
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[4]Malvey TC, Armsey TD 2nd. Tetrahydrogestrinone: the discovery of a designer steroid. Curr Sports Med Rep. 2005;4(4):227-30. doi: 10.1007/s11932-005-0041-5
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[7]Schumacher YO. The athlete biological passport: haematology in sports. Lancet Haematol. 2014 Oct;1(1):e8-e10. doi: 10.1016/S2352-3026(14)70009-2
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