Faits:
A.
Par jugement du 14 août 2012, le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de l'Est vaudois a reconnu X._ coupable de viol commis sur la personne de A._ et l'a condamné à une peine privative de liberté de 30 mois, sanction complémentaire à celles prononcées précédemment contre lui les 17 février 2011 et 24 novembre 2011.
B.
Statuant sur appel du prénommé, la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal vaudois l'a rejeté aux termes d'un jugement rendu le 12 novembre 2012 et fondé sur les principaux éléments de fait suivants.
Aux alentours de minuit dans la nuit du 25 au 26 septembre 2009, A._, alors âgée de 17 ans, s'est rendue dans une discothèque de Montreux avec plusieurs camarades de son école. Elle y a consommé deux cocktails dans l'un desquels X._ - ou un comparse non identifié - a versé subrepticement une substance annihilante analogue à l'acide gamma-hydroxybutyrique (GHB). Aux environs de 03h30 du matin, elle se trouvait dans un état semi-comateux dû à l'ingestion de cette substance, lorsque X._ l'a emmenée, titubante, hors de la discothèque, pour la conduire dans un appartement où il a abusé d'elle. Reprenant conscience le lendemain aux environs de 08h00, A._ a constaté qu'elle était allongée sur un divan, sans sous-vêtement ni collant, son soutien-gorge dégrafé, aux côtés de X._ qui était assoupi. Elle s'est aussitôt levée et a rassemblé ses effets personnels sans trouver son manteau ni son sac à main, avant de prendre la fuite.
Divers prélèvements corporels ont été effectués sur A._ le 26 septembre 2009 à 10h56. Deux d'entre eux - dont un pratiqué au niveau de l'introïtus vulvaire - ont mis en évidence un profil ADN correspondant à celui de X._. Les analyses de sang et d'urine n'ont décelé aucune trace de GHB, de même qu'elles ont établi que A._ présentait une alcoolémie ne dépassant pas 0.8go/oo lorsqu'elle a quitté la discothèque. Le 27 septembre 2009, A._ a en outre fait l'objet d'un examen médical au cours duquel elle a signalé des douleurs sur tout son corps. Le rapport établi à cette occasion fait état d'ecchymoses au niveau du tiers proximal de la face antéro-interne du bras gauche et sur la face antérieure du genou droit.
Aux termes du rapport d'expertise psychiatrique dressé en 2010, X._ souffre d'un trouble de la personnalité assorti d'un retard mental léger, d'une consommation problématique d'alcool et de cannabis, lesquels peuvent être considérés comme graves dans la mesure où ils affectent globalement son comportement et le rendent très influençable et susceptible de commettre des actes impulsifs. Le tableau clinique n'affecte pas la conscience, mais altère moyennement la volonté. Le risque de récidive est présent.
C.
X._ interjette un recours en matière pénale contre le jugement cantonal dont il requiert l'annulation, en concluant à son acquittement. Il sollicite en outre le bénéfice de l'assistance judiciaire, ainsi que l'octroi de l'effet suspensif au présent recours.

Considérant en droit:
1.
Le recourant invoque la violation de la présomption d'innocence.
1.1. La présomption d'innocence, garantie par les art. 32 al. 1 Cst., 10 CPP, 14 par. 2 du Pacte ONU II et 6 par. 2 CEDH, ainsi que son corollaire, le principe in dubio pro reo, concernent tant le fardeau de la preuve que l'appréciation des preuves (<ref-ruling> consid. 2c p. 36 et les références citées). Telle qu'invoquée, à savoir comme règle de l'appréciation des preuves, la présomption d'innocence est violée si le juge du fond se déclare convaincu de faits défavorables à l'accusé sur lesquels, compte tenu des éléments de preuve qui lui sont soumis, il aurait au contraire dû, objectivement, éprouver des doutes (<ref-ruling> consid. 2a p. 88; <ref-ruling> consid. 2c p. 37). Il importe peu qu'il subsiste des doutes seulement abstraits et théoriques, qui sont toujours possibles, une certitude absolue ne pouvant être exigée. Il doit s'agir de doutes sérieux et irréductibles, c'est-à-dire de doutes qui s'imposent à l'esprit en fonction de la situation objective. Dans cette mesure, la présomption d'innocence se confond avec l'interdiction générale de l'arbitraire (art. 9 Cst.).
En bref, pour qu'il y ait arbitraire, il ne suffit pas que la décision attaquée apparaisse discutable ou même critiquable; il faut qu'elle soit manifestement insoutenable et cela non seulement dans sa motivation, mais aussi dans son résultat (<ref-ruling> consid. 7 p. 82; <ref-ruling> consid. 2.4 p. 5; <ref-ruling> consid. 4.2 p. 560). Lorsque l'autorité cantonale a forgé sa conviction sur la base d'un ensemble d'éléments ou d'indices convergents, il ne suffit pas que l'un ou l'autre de ceux-ci ou même chacun d'eux pris isolément soit à lui seul insuffisant. L'appréciation des preuves doit être examinée dans son ensemble. Il n'y a pas d'arbitraire si l'état de fait retenu pouvait être déduit de manière soutenable du rapprochement de divers éléments ou indices. De même, il n'y a pas d'arbitraire du seul fait qu'un ou plusieurs arguments corroboratifs sont fragiles, si la solution retenue peut être justifiée de façon soutenable par un ou plusieurs arguments de nature à emporter la conviction (arrêt 6B_689/2011 du 1er mars 2012 consid. 1.1).
Le Tribunal fédéral ne connaît de la violation des droits fondamentaux que si un tel moyen est invoqué et motivé par le recourant (<ref-law>), c'est-à-dire s'il a été expressément soulevé et exposé de manière claire et détaillée (<ref-ruling> consid. 3.2). Les critiques de nature appellatoire sont irrecevables (<ref-ruling> consid. 4.2.3 p. 5; <ref-ruling> c. 5.1 p. 356).
1.2. Se fondant sur l'analyse des prélèvements effectués sur A._ plusieurs heures après les faits, la cour cantonale a constaté que du liquide séminal identifiant le recourant avait été dépisté au niveau de l'introïtus vulvaire de la prénommée. Les douleurs au bas ventre exprimées par celle-ci corroboraient également la thèse de l'acte sexuel, à tout le moins partiel, même si aucune pénétration n'avait pu être objectivée. Le déroulement de la soirée ressortant des témoignages et des enregistrements de vidéo-surveillance confirmait que seul le recourant ou un comparse avait pu verser du GHB dans la boisson de l'intimée, cela même si aucune trace n'en avait été décelée dans le sang et les urines prélevés. L'absorption de GHB ne pouvait pas être exclue du point de vue chronologique, cela d'autant que l'intimée en avait précisément décrit les symptômes caractéristiques (amnésie, état comateux, confusion, désorientation, douleurs musculaires). L'amnésie constatée ne pouvait pas résulter d'une consommation excessive d'alcool, laquelle aurait été décelée par la prise de sang, ce qui n'avait pas été le cas. Enfin, le profil psychologique du recourant n'était pas incompatible avec les faits qui lui étaient reprochés.
1.3. Le recourant fait valoir que son profil psychologique de « suiveur » est inconciliable avec l'usage prémédité d'une drogue de type GHB, ce d'autant plus qu'il ne présente aucun antécédent en matière d'infraction contre les moeurs. Il conteste avoir fait usage ou eu connaissance de l'usage de GHB susceptible d'avoir placé la jeune fille hors d'état de résister. Il affirme qu'aucun élément au dossier n'établit pareilles assertions. La présence d'un comparse ne serait pas davantage étayée au dossier et rien n'exclurait que l'auteur des méfaits en cause fut l'inconnu correspondant au profil Y minoritaire décelé sur le troisième prélèvement d'ADN. Il ajoute qu'une chronologie des faits compatible avec la vitesse d'élimination du GHB (12 heures) infirme la thèse cantonale. Les résultats négatifs des prélèvements démontrent que la victime aurait dû ingérer la substance incriminée aux alentours de 23h00, soit à une heure à laquelle elle ne se trouvait pas encore à la discothèque, n'y étant arrivée que vers 01h00-01h30. Celle-ci et ses amis y ayant ensuite passé commande d'un magnum de vodka, son état semi-comateux était à mettre sur le compte d'une consommation excessive d'alcool.
1.4.
1.4.1. Cette argumentation qui consiste essentiellement à élaborer différents scénarios afin de mettre en cause l'appréciation portée par la cour cantonale sur l'ensemble des éléments de preuve en lui opposant une autre lecture, se révèle largement appellatoire et donc irrecevable.
1.4.2. Pour le reste, le recourant conteste l'heure d'arrivée de l'intimée à la discothèque qu'il fixe aux environs de 01h00-01h30 sur la base des procès-verbaux d'audition de B._ et C._.
Ces dernières ont déclaré s'être rendues à la boîte de nuit vers 01h00 et, à leur arrivée, y avoir aperçu A._ qui les avait rejointes avec d'autres camarades (cf. rapport de la police de sûreté vaudoise du 28 septembre 2009 p. 7 et 8 [Pce 10]). Ces propos attestent de l'heure d'arrivée au dancing de B._ et C._. Pour autant, ils ne s'opposent pas à une arrivée de A._ plus tôt dans la soirée, ainsi qu'elle-même et D._ l'ont indiqué de concert (cf. rapport de la police de sûreté vaudoise du 28 septembre 2009 p. 6 et 8 [Pce 10]). En se fondant sur des témoignages dont la crédibilité n'est pas critiquable, la juridiction cantonale n'a pas commis d'arbitraire en fixant l'heure d'arrivée de l'intimée à la discothèque aux environs de minuit.
1.4.3. Au demeurant, les considérations cantonales sont fondées sur les résultats d'analyses des divers prélèvements effectués sur la victime, les témoignages, enregistrements de vidéo-surveillance, avis médicaux, rapports d'expertise psychiatrique et toxicologique. Le recourant ne prétend pas plus qu'il ne démontre que ces moyens de preuves auraient fait l'objet d'une retranscription erronée.
En outre, l'intimée étant arrivée à la discothèque aux alentours de minuit, il n'est pas insoutenable d'imputer son état semi-comateux à l'absorption de GHB nonobstant l'absence de trace dans les résultats d'analyses, au regard de la vitesse d'élimination de la substance (10 à 12 heures) et compte tenu des symptômes caractéristiques d'une pareille ingestion présentés par la victime. Par ailleurs, l'un des camarades de cette dernière a déclaré avoir remarqué l'attention portée à leur groupe par quatre jeunes gens - au nombre desquels figurait E._, un ami du recourant - et s'en être inquiété au point de proposer d'échanger leurs verres contre des propres (cf. jugement du Tribunal correctionnel p. 22 ch. 3; cf. rapport de la police de sûreté vaudoise du 24 février 2010 p. 9 ch. 2.7.1 [Pce 28]). Pour sa part, E._ a confirmé avoir passé la soirée à la discothèque avec le recourant et l'y avoir vu flirter avec une jeune fille (cf. rapport de la police de sûreté vaudoise du 24 février 2010 p. 9 ch. 2.3 [Pce 28]), de sorte que la présence d'un comparse est établie. Ce n'est par conséquent pas sans preuve que la cour cantonale a imputé au recourant - ou à un comparse - l'adjonction subreptice de GHB dans l'une des boissons consommées par l'intimée le soir des faits.
Les magistrats cantonaux n'ont pas non plus omis d'examiner la version des faits relatée par le recourant. Ce faisant, ils ont constaté que sa thèse de l'attirance réciproque s'opposait aux témoignages univoques des camarades de l'intimée, ainsi qu'à la personnalité de cette dernière. En outre, la crédibilité du recourant avait été anéantie après qu'il avait menti sur le motif de son expulsion de la discothèque, prétendant en avoir été exclu en raison de son comportement impudique alors qu'il était en réalité frappé d'une interdiction d'entrée dans l'établissement depuis près d'une année (cf. jugement du Tribunal correctionnel p. 27 § 3; cf. rapport de la police de sûreté vaudoise du 24 février 2010 p. 10 ch. 2.7.3 [Pce 28]). Cela étant, les magistrats cantonaux se sont écartés de la version du recourant à l'issue d'une appréciation globale et dépourvue d'arbitraire des éléments de preuve.
Le recourant ne saurait davantage se prévaloir d'une appréciation anticipée des preuves entachée d'arbitraire à la suite de l'abandon des démarches susceptibles de confondre l'inconnu correspondant au profil génétique minoritaire révélé par les prélèvements d'ADN. L'identification de ce protagoniste n'était pas de nature à modifier l'opinion des autorités cantonales (<ref-ruling> consid. 5.2 p. 236 s.; <ref-ruling> consid. 5.3 p. 148), dès lors que du liquide séminal correspondant au profil génétique du recourant avait été dépisté au niveau de l'introïtus vulvaire de la victime.
Sur le vu de ce qui précède, l'appréciation des preuves opérée par la juridiction cantonale n'est pas critiquable et le grief se révèle par conséquent mal fondé, dans la mesure où il est recevable.
2.
Le recours étant voué à l'échec, l'assistance judiciaire est refusée (<ref-law>). Le recourant devra donc supporter les frais (<ref-law>), dont le montant sera toutefois fixé en tenant compte de sa situation financière.
3.
Le recourant étant condamné à une peine privative de liberté, le présent recours est assorti de l'effet suspensif de plein droit conformément à l'<ref-law>. Sa demande d'octroi de l'effet suspensif se révèle sans objet, étant précisé que le Tribunal fédéral n'est pas compétent pour statuer sur les demandes de mise en liberté provisoire (cf. arrêt 6B_135/2012 du 18 avril 2012 consid. 1.6).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 23 août 2013
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Mathys
La Greffière: Gehring