Urinprøver benyttes i stadig økende omfang for å avdekke inntak av rusmidler. I Norge rekvireres det største volumet av slike prøver fra kriminalomsorgen (fengsel og friomsorg), sosialtjeneste/barnevern og fra oppfølging av rusmisbrukere under behandling. Rusmiddelanalyser i urin gjøres også som ledd i politietterforskning, for eksempel i trafikksaker, overgrepssaker og ved obduksjon etter unaturlige dødsfall. Innenfor idretten inngår rusmiddelanalyser i dopingundersøkelser. Rusmiddeltesting innenfor arbeidslivet har i Norge – i motsetning til i USA – vært lite brukt, men trenden er økende bruk av testing.
Cannabis, og da først og fremst hasj, har lenge vært – og er fortsatt – det mest brukte illegale narkotiske stoffet i Norge (1 ). Som resultat av stoffets utstrakte bruk og relativt lange påvisningstid er cannabis også det rusmidlet man oftest finner ved rusmiddelanalyser. Fortolkning av prøvesvarene krever at man kjenner til både rusmidlets farmakokinetikk og analysemetodenes yteevne.
I denne artikkelen presenteres en oversikt over hva som skjer rent farmakokinetisk når cannabis røykes. De viktigste momentene vedrørende fortolkning av urinprøver vil også bli presentert.
Materiale og metode
Artikkelen er basert på et ikke-systematisk søk i Medline og Embase, med skjønnsmessig seleksjon av relevant litteratur om cannabinoiders farmakokinetikk og utskilling i urin samt forfatterens egen erfaring med fortolkning av rusmiddelanalyser.
Cannabisplantens bestanddeler
Cannabisplanten inneholder svært mange forskjellige kjemiske substanser, over 500 er beskrevet til nå (2 ). Blant disse finnes det en gruppe kjemisk beslektede stoffer som kun forekommer i cannabisplanten, kalt cannabinoider, til nå 66 i tallet (3 ). Mest kjent blant disse er Δ⁹-tetrahydrocannabinol (THC), som også er plantens viktigste psykoaktive komponent. Mengden THC i cannabisplanten er normalt 0 – 10 %, avhengig av planteart, tidspunkt i plantens livssyklus og måten planten dyrkes på (4 ). I den senere tid har man imidlertid sett selektiv fremavling av arter med svært høyt innhold av THC, oppimot 20 % eller mer (5 , 6 ).
De øvrige cannabinoidene er mindre studert enn THC, men man vet at flere av disse utøver farmakologisk aktivitet (7 ) og kan modulere effekten av THC (8 ). Det farmakologiske bildet kompliseres ytterligere av at over 2 000 ulike forbindelser kan dannes ved pyrolyse når cannabis røykes. Detaljer om de ulike cannabinoidenes farmakodynamikk og -kinetikk er beskrevet i annen litteratur (3 , 7 ). Denne artikkelen tar for seg de cannabinoidene som er viktigst i forbindelse med rusmiddeltesting, det vil si THC og dens primære metabolitt, THC-syre.
Absorpsjon og distribusjon
Cannabis inntas vanligvis ved at hasj eller marihuana blandes med tobakk, rulles i sigaretter (joints) og røykes. Absorpsjonen av THC ved røyking er avhengig av røykerens teknikk og påvirkes blant annet av hvor dypt og hvor lenge det inhaleres (9 ). Ved røyking av cannabissigaretter er det estimert at omtrent en tredel av den totale THC-mengden trekkes inn av røykeren, mens resten ødelegges ved pyrolyse eller går ut i omgivelsene (fig 1a) (10 ). I lungene absorberes THC raskt fra røyken over i blodbanen. Konsentrasjonsprofilen i blod, illustrert i et tidligere nummer av Tidsskriftet (11 ), består av et konsentrasjonsmaksimum etter ca. ti minutter, etterfulgt av et fall innen en time (12 ). Det raske fallet skyldes blant annet THCs høye fettløselighet og proteinbindingsgrad, som gir rask distribusjon over i vev som lunge, hjerte, hjerne og lever (7 ). Ingen kjente transportmekanismer eller barrierer påvirker vevsfordelingen (3 ).
Figur 1 Hva skjer med THC under og etter røyking? a) Under røyking av en marihuanasigarett vil 20 – 37 % av THC-mengden tas opp systemisk, 40 – 50 % går ut i rommet og 23 – 30 % ødelegges ved pyrolyse (10 ). Fra røykeren vil THC skilles ut hovedsaklig som metabolitter, 20 – 35 % i urin og 65 – 80 % i avføring (3 ). Andelen i urin består igjen av ca. 20 % THC-syre og 80 % andre THC-metabolitter (9 ). I praksis gjenfinnes derfor mindre enn 1 % av den opprinnelige THC-mengden fra sigaretten før røyking som THC-syre i urin (7 ). b) De viktigste metabolismeveiene fra THC (7 ). I avføring er 11-OH-THC den dominerende metabolitten. I urin er 11-COOH-THC (THC-syre) dominerende. I urin er nesten all THC-syre konjugert (bundet til glukuronid) (7 )
Cannabis kan også inntas peroralt, for eksempel ved tilsetting av hasj eller marihuana i bakverk eller andre matvarer, eller ved inntak av legemidler inneholdende syntetisk THC (13 ). Degradering av THC i magesekken, variabel absorpsjon fra tarm og uttalt metabolisme på vei gjennom tarmvegg og lever (førstepassasjemetabolisme) gjør biotilgjengeligheten ved peroralt inntak lav (ca. 6 %). Konsentrasjonskurven i blod er lavere og flatere enn ved røyking, og det kan gå flere timer mellom inntaket og konsentrasjonsmaksimum (7 ). Forholdet mellom THC-metabolittene er også ulikt det man ser etter administrasjon ved røyking (3 , 7 ).
Metabolisme
I kroppen metaboliseres THC hovedsakelig i lever og i en totrinns prosess som i grove trekk er lik den man ser for mange andre legemidler og rusmidler (14 ). I første trinn blir THC-molekylet oksidert og hydroksylert til molekyler som er mer vannløselige og reaktive enn modersubstansen (fig 1b). Reaksjonene katalyseres av cytokrom P450-enzymene CYP2C9, CYP2C19 og CYP3A4 (7 ). I neste trinn konjugeres metabolittene, først og fremst med glukuronsyre. Dette fører til ytterligere økt vannløselighet (7 ).
De viktigste metabolismeveiene fra THC er vist i figur 1b. Det finnes imidlertid flere metabolismeveier enn de som er vist: over 100 THC-metabolitter er beskrevet (3 ).
Utskilling
Etter et enkelt cannabisinntak vil 80 – 90 % av inntatt THC være borte fra kroppen i løpet av fem dager (7 ). Den største andelen skilles ut i feces (65 – 80 %), mens en mindre mengde (20 – 35 %) skilles ut i urin (fig 1a) (3 ). Avføring er lite egnet som testmatrise for rusmiddelanalyser og vil derfor ikke bli videre omtalt her.
På grunn av dens høye fettløselighet og reabsorpsjon i nyretubuli forekommer THC kun i lave konsentrasjoner i urin. Den dominerende metabolitten i urin er THC-syre (11-COOH-THC), som regel konjugert med glukuronsyre (fig 1b) (7 ). Dette er derfor den viktigste metabolitten i forbindelse med rusmiddelanalyser.
Rusmiddeltesting – retningslinjer og metoder
Generelt foregår rusmiddeltesting i urin i et totrinns system, der den første analysen, kalt screeninganalyse, skal ha høy sensitivitet for å identifisere presumptivt positive prøver og den andre analysen, kalt bekreftende analyse, skal ha høy spesifisitet for å eliminere de falskt positive prøveresultatene fra screeninganalysen (15 ). I Norge er det i dag et krav at alle prøver der analysesvar kan danne grunnlag for alvorlige sanksjoner (for eksempel tap av behandlingstilbud, botilbud, samværsrett, skoletilbud eller arbeidsmulighet) skal gjennomføres i et slikt totrinns system (16 ). I øvrige tilfeller (diagnostikk og behandling, for eksempel ved intoksikasjon) kreves ikke bekreftende analyser (17 ).
Analysemetodene som anvendes for å påvise cannabinoider i urin skiller seg grovt sett i to: de immunologiske og de kromatografiske. Immunologiske metoder, deriblant hurtigtester, baserer seg på antigen-antistoff-bindinger mellom testreagenset og THC-syre og strukturelt beslektede cannabinoider i urinprøven (15 ). Analysene kan som regel gjennomføres med enkelt utstyr og uten spesiell bearbeiding av prøven på forhånd, hvilket gir rask svartid og lave analysekostnader. Den viktigste svakheten med immunologiske metoder er faren for kryssreaksjoner med andre stoffer og dermed falskt positive analysesvar (15 , 18 , 19 ). Hurtigtester gir dessuten begrenset mulighet til å vurdere nye inntak, siden svaret oppgis kvalitativt (positivt/negativt).
Kromatografiske metoder er i dag gullstandard for påvisning av THC-syre (og mange andre rusmidler) i urin. Disse metodene har høy spesifisitet og er derfor velegnede som bekreftende analyser. Ulempen med kromatografiske metoder er at de er tid- og ressurskrevende. De utføres i Norge kun ved farmakologiske laboratorier.
Påvisningstid i urin
Hvor lenge THC-syre kan påvises i urin etter avsluttet inntak avgjøres i hovedsak av to faktorer. Den første er analysemetodens påvisningsgrense, det vil si hvor høy konsentrasjon som må til for å gi positivt utslag. Siden konsentrasjonene av THC-syre i urin faller relativt langsomt etter avsluttet inntak (11 ), vil metodene med lav påvisningsgrense kunne påvise THC-syre i betydelig lengre tid enn dem med høy påvisningsgrense. Den andre faktoren, minst like viktig som den første, er hvor omfattende cannabisinntaket har vært forut for prøvetakingen. Ved kronisk bruk akkumuleres cannabinoider i såkalt dype kompartments, først og fremst fettvev. På grunn av langsom frigjøring derfra kan eliminasjonstiden etter avsluttet kronisk bruk være lang, ofte i størrelsesorden én måned (20 – 24 ), men helt opp til tre måneder er observert (20 , 25 – 28 ). Tabell 1 gir en oversikt over påvisningstider for THC-syre i urinprøver, basert på cannabisinntaket forut for prøvetakingen.
Tabell 1 Påvisningstider for THC-syre i urin. Tabellen viser hvor lenge THC-syre kan påvises i urin etter avsluttet inntak av cannabis (18, 20, 24 – 28, og egne upubliserte data). De angitte tidene forutsetter bruk av ca. 20 ng/ml som påvisningsgrense for THC-syre
Inntakets omfang
Påvisningstid
Enkeltinntak
Inntil 1 uke
Moderat bruk (inntil fire dager/uke)
1 – 2 uker
Kronisk, daglig bruk
4 – 6 uker
Kronisk, daglig bruk – ekstremtilfeller
Inntil 3 måneder
Justering for kreatinin
Konsentrasjonen av THC-syre i urin påvirkes ikke bare av den mengden THC-syre som skilles ut, men også av det totale urinvolumet. Mengden urin som produseres kan variere uavhengig av THC-utskillingen, som foregår relativt konstant. I praksis betyr dette at dersom urinvolumet dobles, for eksempel ved stort væskeinntak, vil konsentrasjonen av THC-syre i urin halveres, og omvendt. Disse svingningene i THC-konsentrasjon i urin kan gi fortolkningsproblemer når man følger prøver fra samme individ over tid. Derfor måles konsentrasjonen av kreatinin i urinprøvene som et indirekte mål på urinens fortynningsgrad. Ved å dividere den målte konsentrasjonen av THC-syre med konsentrasjonen av kreatinin i samme prøve (ramme 1), reduseres variasjonene forårsaket av urinens fortynningsgrad. Nytten av å tolke slik kreatininjusterte verdier heller enn absolutte konsentrasjoner av THC-syre er vist i flere publikasjoner (25 , 29 ) og er også illustrert i figur 2, der man ser at en tilsynelatende stigning i konsentrasjonen av THC-syre i realiteten viser seg å være en fallende verdi.
Figur 2 Utskilling av THC-syre i urin etter kronisk cannabisbruk. Et reelt eksempel fra vårt laboratorium, der en pasient ble rusmiddeltestet over tid i forbindelse med avrusning etter omfattende bruk av cannabis. Panel A viser forløpet av absoluttkonsentrasjonene av THC-syre i urin, mens Panel B viser de samme verdiene etter justering for kreatininkonsentrasjon i hver enkelt prøve. Flere viktige momenter er illustrert: En tilsynelatende konsentrasjonsstigning av THC-syre i Panel A (merket med bokstaven a) viser seg etter kreatininjustering (Panel B) ikke å være en reell stigning. En annen konsentrasjonstopp av THC-syre (merket med bokstaven b) vedvarer også etter kreatininjustering, og kan (men må ikke nødvendigvis) være uttrykk for nytt inntak. Illustrert er også den typiske tofasiske konsentrasjonsprofilen for THC-syre i urin. Etter omfattende cannabisbruk kan «halen» i slutten av et slikt inntak (merket med bokstav c) være lang og til dels fluktuerende
Ramme 1
Beregning av kreatininjustert verdi (CC-ratio)
Nytt inntak eller ikke?
Ved rusmiddeltesting kan konsekvensene av andre positive prøver være betydelig strengere enn for den første. Mens første forseelse ofte resulterer i en advarsel, kan den neste resultere i at prøvegiver for eksempel stenges ute fra et behandlingsopplegg eller en arbeidsplass. Det er derfor viktig å være klar over fallgruvene i fortolkningen vedrørende nytt inntak av cannabis. For det første må man være kjent med hvor lenge THC-syre kan påvises i urin etter avsluttet inntak (tab 1). For det andre må man være oppmerksom på at økte konsentrasjoner av THC-syre i urin – til og med en positiv prøve levert etter en negativ – ikke nødvendigvis er ensbetydende med nytt inntak. Dersom den første prøven var mindre konsentrert (lav kreatinin) og den neste konsentrert (høy kreatinin), kan en THC-syrekonsentrasjon under påvisningsgrensen i den første prøven ha nådd opp i påvisbart område i den neste. Vurderinger vedrørende nye inntak forutsetter derfor at de målte konsentrasjonene av THC-syre og kreatinin ses i sammenheng med hverandre og i sammenheng med tidsforløpet.
Det er utviklet flere modeller for å identifisere nye inntak av cannabis på grunnlag av kreatininjusterte konsentrasjoner av THC-syre (heretter kalt CC-ratio) i urin (30 – 32 ). Utfordringen er å skille mellom sporadisk og kronisk bruk. Mens personer med sporadisk bruk forventes å avgi rene urinprøver etter noen dager, kan det for personer med kronisk bruk ta mange uker (tab 1). Uten kjennskap til prøvegivers bruksmønster kan det være vanskelig å plassere beslutningsgrensen for konklusjon om nytt inntak.
Alle validerte fortolkningsmodeller er utviklet for og testet på personer med sporadisk bruk (30 – 32 ). Én foreslått modell krever at CC-ratio må stige med minst 50 % i løpet av en uke for at man skal konkludere med nytt inntak (30 ). En annen modell sier at et fall på mindre enn 50 % i løpet av et døgn tilsier nytt inntak (31 , 32 ). Den siste har størst presisjon av de to, men gir flere falskt positive vurderinger enn den første. Eventuelle sanksjoners alvorlighetsgrad bør derfor være med på å avgjøre hvilken fortolkningsmodell man velger (31 ).
For kroniske brukere finnes ingen validerte fortolkningsmodeller, og vurderinger om nytt inntak gjøres ofte på grunnlag av det visuelle inntrykket av konsentrasjonsprofilen, som vist i figur 2. Kroniske brukere som slutter å innta cannabis, får ofte initialt et relativt hurtig konsentrasjonsfall i urin, der CC-ratio som regel halveres på under en uke. Når CC-ratio kommer ned i lavere verdier (som regel under 20), flater kurven ofte ut, og verdiene kan fluktuere noe (fig 2). Fortolkning av en økning i CC-ratio i denne siste fasen må gjøres med forsiktighet. Det mest absolutte kriteriet man har å forholde seg til her er den totale påvisningstiden (tab 1). Påvisning over to måneder fra avsluttet inntak er sjelden, selv hos kroniske brukere, og påvisning over tre måneder er til forfatterens kjennskap ikke beskrevet i medisinsk litteratur.
Som det fremgår av denne oversikten, kan fortolkning av urinprøver med tanke på nye inntak av cannabis være vanskelig. Informasjon om bruksmønster og om hvilke sanksjoner prøvegiver risikerer ved nytt inntak, kan være med på å påvirke hvordan prøven fortolkes. Den beste vurderingen oppnås derfor gjennom en god dialog mellom prøvegiver, kliniker og klinisk farmakolog.
