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爭，曾在 2003 年，因為一支針筒的出現，被推向了高潮。

足以顛覆體壇的神秘注射器

2003 年 6 月，美國反興奮劑機構（USADA）發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現，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

難以檢測的新型興奮劑

根據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現」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的裂解現象。

果然，研究人員通過 LC-MS/MS 抓到了這種新型興奮劑的痕跡，進一步的分析還發現，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：先以現有證據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 更是完美復現了原藥液的裂解現象。

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現」的興奮劑，正是四氫孕三烯酮。

「女飛人」等名將相繼落馬

經過數月的不懈努力，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，被國際田聯禁賽兩年。

針對錢伯斯的調查成功搗毀了研發、銷售和推廣四氫孕三烯酮的巴爾科實驗室，其創始人隨后被捕，陸續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。

對付興奮劑，「黑科技」齊上陣

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競賽項目需要，動態檢測、分析運動員的激素水平、血液常規等指標，一旦運動員的有關指標出現波動，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下，其中的成分不容易發生反應；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 孫亞飛專業審核

策劃：地貓、z_popeye

監制：gyouza

題圖來源：圖蟲創意

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

[2]DUFF WILSON. Instigator of Steroids Inquiry May Be a Target. New York Times. July 20, 2006.

[3]Catlin DH, Sekera MH, Ahrens BD, et al. Tetrahydrogestrinone: discovery, synthesis, and detection in urine. Rapid Commun Mass Spectrom. 2004;18(12):1245-049. doi: 10.1002/rcm.1495

[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

[5]Forsdahl G, Geisendorfer T, G?schl L, et al. Unambiguous identification and characterization of a long-term human metabolite of dehydrochloromethyltestosterone. Drug Test Anal. 2018. doi: 10.1002/dta.2385

[6]Pereira HM, Padilha MC, Neto FR. Tetrahydrogestrinone analysis and designer steroids revisited. Bioanalysis. 2009;1(8):1475-89. doi: 10.4155/bio.09.136

[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

本文來自微信公眾號 “丁香園”（ID：dingxiangwang），作者：方婧玉，36氪經授權發布。