電子煙安全性研究進(jìn)展

王明霞 張書銘 竇玉青 李波

摘 ?要：近年來(lái)，電子煙用戶群體逐漸增加，電子煙安全性受到廣泛關(guān)注。為了描述電子煙的安全性研究結(jié)果，文章結(jié)合部分電子煙對(duì)吸煙者抽吸行為的影響研究，從電子煙器具、電子煙氣溶膠、電子煙煙液中香原料及電子煙對(duì)人體健康安全性等角度，綜述了近幾年國(guó)內(nèi)外研究者在電子煙安全性方面的研究進(jìn)展。需進(jìn)一步研究電子煙材料物質(zhì)向氣溶膠中的轉(zhuǎn)移規(guī)律，分析不同添加物加熱霧化后對(duì)人體健康的影響以及電子煙對(duì)抽吸者抽吸行為的深遠(yuǎn)影響。建議國(guó)內(nèi)針對(duì)電子煙產(chǎn)品制定統(tǒng)一高效的標(biāo)準(zhǔn)及嚴(yán)格的監(jiān)管措施。

關(guān)鍵詞：電子煙;安全性;氣溶膠;吸煙行為

Abstract： In recent years， electronic cigarette（ENDS）becomes increasingly popular， and more attention has been paid to the safety of electronic cigarette. To describe the research findings and provide basis for further study of electronic cigarette safety， this work summarized the recent research progress on health safety of e-cigarette appliances， e-cigarette aerosols， perfume materials in e-liquid， and influence of e-cigarette to smoking behavior. The transfer regularity of electronic cigarette materials to aerosol， the effects of different additives on human health after heating and the profound impacts of electronic cigarette on smoker's smoking behavior need further research. Meanwhile， the effective standards and tighter regulations for e-cigarette products are suggested to be formulated.

Keywords： electronic cigarette; safety; aerosol; smoking behavior

電子煙又稱電子尼古丁傳送系統(tǒng)（ENDS），是近年來(lái)發(fā)展最為迅速的一種新型煙草制品。電子煙包括電池、加熱霧化器和儲(chǔ)存煙液的煙彈，通過加熱將電子煙煙液霧化形成氣溶膠，供人體吸入。電子煙最初于2003年發(fā)源于中國(guó)，于2006年在美國(guó)和歐洲流行[1-3]。電子煙產(chǎn)品種類繁多，按產(chǎn)品形式分類可分為：類似傳統(tǒng)卷煙的仿真型電子煙和形態(tài)各異的非仿真型電子煙。

當(dāng)前電子煙被認(rèn)為是戒煙或替煙產(chǎn)品[4]，但電子煙是否真的沒有危害或危害低于傳統(tǒng)卷煙，目前尚無(wú)定論。各國(guó)對(duì)電子煙產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)定[5-6]，電子煙產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量及安全性問題也逐漸受到市場(chǎng)及研究者的關(guān)注。截至2019年9月，美國(guó)媒體報(bào)道在全美22個(gè)州至少發(fā)現(xiàn)193例可能與電子煙有關(guān)的病例[7]，美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)（AMA）及美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心（CDC）敦促美國(guó)人停止使用任何形式的電子煙，直到查明與電子煙相關(guān)的死亡病例的原因。國(guó)內(nèi)多家媒體也刊文要求增進(jìn)對(duì)電子煙安全性的相關(guān)研究并進(jìn)行法制監(jiān)管。因此，針對(duì)電子煙安全性問題的研究刻不容緩[8-9]。電子煙行業(yè)作為新興行業(yè)，其各方面研究發(fā)展變化較快，本文總結(jié)了近年來(lái)電子煙產(chǎn)品安全性方面的相關(guān)研究，以期為制定電子煙產(chǎn)品監(jiān)管政策及判定電子煙產(chǎn)品的安全性提供理論基礎(chǔ)。

1 ?電子煙器具中的有害物質(zhì)研究

目前關(guān)于電子煙器具材料的安全性研究相對(duì)較少，社會(huì)上主要關(guān)注器具材料中的重金屬含量及重金屬物質(zhì)是否會(huì)隨煙氣遷移并對(duì)人體作用。韓書磊等[10]采用全掃描定性分析和半定量分析方法，通過ICP-MS技術(shù)，對(duì)15種電子煙樣品中與電子煙煙液接觸的金屬材料進(jìn)行了主要成分及材質(zhì)分析。在電子煙器具中與電子煙煙液接觸的加熱絲、焊接點(diǎn)及儲(chǔ)液腔中Ni、Cu、Cr含量較高，個(gè)別樣品中檢測(cè)出Pb。樊美娟等[11]依據(jù)電子煙的儲(chǔ)存及工作狀態(tài)，建立了各金屬件的物質(zhì)遷移測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)市面30種電子煙產(chǎn)品中重金屬的遷移性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，金屬件中的Ni存在向氣溶膠中遷移的風(fēng)險(xiǎn)，遷移量為0.02～0.93 μg/200 puffs，與煙液/氣溶膠接觸的金屬件存在Pb遷移的風(fēng)險(xiǎn)，遷移量為0.01～1.30 mg/kg。當(dāng)前并未有針對(duì)電子煙產(chǎn)品的重金屬遷移的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但市面不少產(chǎn)品中Ni和Pb的遷移量已超出食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4806.9—2016規(guī)定的限量[12-13]。

2 ?電子煙氣溶膠安全性研究

2.1 ?電子煙氣溶膠中的主要有害物質(zhì)研究

2012—2015年間，電子煙安全性的相關(guān)研究主要在于比較電子煙氣溶膠與卷煙煙氣的化學(xué)成分。GONIEWICZ等[14]應(yīng)用改進(jìn)的吸煙機(jī)收集并分析了12種電子煙產(chǎn)品的氣溶膠中的有害成分，見表1。

WILLIAMS等[17]測(cè)定了電子煙氣溶膠中的存在元素：Si，2.24 μg/10 puffs;Al，0.394 μg/10 puffs;Cu，0.203 μg/10 puffs;Pb，0.017 μg/10 puffs;Cr，0.007 μg/10 puffs;Zn，0.002 μg/10 puffs。2016年以來(lái)，針對(duì)電子煙氣溶膠安全性的研究更為深入。樊美娟等[18]按照CORESTA推薦的電子煙抽吸模式測(cè)試了15種電子煙樣品（抽吸容量55 mL，每口抽吸3 s，抽吸間隔3 s，抽吸曲線為方波），測(cè)定電子煙氣溶膠中的玻璃纖維：（1）15種電子煙氣溶膠中均有玻璃纖維，其直徑分布在7.6～28.3 μm之間，長(zhǎng)度差別較大，從幾何尺寸和物理形態(tài)可以推測(cè)其為人造玻璃纖維;（2）電子煙氣溶膠中玻璃纖維的釋放量為47～432 μg/200 puffs。管瑩等[19]采用gpt delta轉(zhuǎn)基因小鼠模型評(píng)價(jià)了電子煙氣溶膠的遺傳毒性，其研究未檢出電子煙氣溶膠對(duì)gpt delta轉(zhuǎn)基因小鼠有顯著遺傳毒性，但發(fā)現(xiàn)電子煙氣溶膠顯著影響DNA損傷和炎癥相關(guān)基因的mRNA表達(dá)。

2.2 ?電子煙氣溶膠中的煙堿及煙堿鹽安全性研究

相關(guān)研究表明，煙堿在人體內(nèi)主要通過肝臟代謝氧化為可替寧，可替寧主要存在于血液中，隨代謝過程從尿液排出[20-21]。同時(shí)，電子煙中煙堿或煙堿鹽的釋放受電子煙抽吸參數(shù)、抽吸容量、霧化劑配比、電池功率等因素影響較大，不同電子煙產(chǎn)品或相同產(chǎn)品不同抽吸模式所吸入人體的煙堿量均有不同[22]。ALASMARI [23]等研究了慢性吸入含煙堿的人及小鼠的神經(jīng)遞質(zhì)狀態(tài)，認(rèn)為含有煙堿的電子煙會(huì)使人上癮。O`CONNELL等[24]的一項(xiàng)針對(duì)15位美國(guó)成年吸煙者的6個(gè)月臨床實(shí)驗(yàn)表明：煙堿鹽的釋放量要低于傳統(tǒng)卷煙的煙堿釋放量，但其釋放的煙堿在血液中的吸收速度同傳統(tǒng)卷煙一樣快，且所有產(chǎn)品耐受性較好，無(wú)明顯不良反應(yīng)。尚未有研究表明煙堿通過加熱霧化的方式攝入人體與其他攝入方式在人體中作用方式及分解途徑的區(qū)別。但不少研究均證明市面銷售電子煙產(chǎn)品中的煙堿含量與產(chǎn)品標(biāo)注的煙堿含量不符，擔(dān)心出現(xiàn)使用者攝入過量煙堿的問題[25-27]。因此，有必要規(guī)范銷售產(chǎn)品中煙堿原料的添加，同時(shí)，煙堿鹽原料中的雜質(zhì)對(duì)人體健康的影響還需進(jìn)行深入研究。

3 ?電子煙煙液中添加的香原料安全性研究

電子煙中的香原料安全性一直是人們關(guān)注的領(lǐng)域。有研究表明，2，3-丁二酮或2，3-戊二酮在電子煙中經(jīng)加熱吸入肺部可加重呼吸道炎癥，甚至形成“爆米花肺”[28-29]。BEHAR等[30]在2018年分析了電子煙中香味成分的毒理學(xué)評(píng)價(jià)，12種香料化合物（肉桂醛、薄荷醇、芐醇、香蘭素、丁香酚、苯甲醛、對(duì)苯甲醛、肉桂酸乙酯、麥芽醇、乙基麥芽酚、三乙酸甘油酯、薄荷酮）均可有效轉(zhuǎn)移至氣溶膠中，平均轉(zhuǎn)移率高達(dá)98%，且50%樣本中的香味成分含量過高，可產(chǎn)生細(xì)胞毒性。近年來(lái)，越多越多研究涉足于不同香精香料在電子煙中使用的安全性評(píng)價(jià)。加州大學(xué)河濱分校的OMAIYE等[31]的一項(xiàng)基于不同口味的JUUL電子煙的研究顯示，氣溶膠的細(xì)胞毒性與煙堿和乙基麥芽酚的濃度呈高度相關(guān)，需要確定產(chǎn)品長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致的不良健康影響。EL-HAGE[32]通過研究發(fā)現(xiàn)添加在電子煙中的三氯蔗糖在加熱情況下會(huì)產(chǎn)生兩種有毒的氯丙醇。當(dāng)前，亟需進(jìn)行傳統(tǒng)香原料在電子煙加熱霧化方式下的安全性研究，并制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制電子煙煙液中部分香原料的添加量。

4 ?電子煙對(duì)人體健康的影響研究

近幾年，除了電子煙中有害物質(zhì)的研究，已有人開始進(jìn)行電子煙的抽吸對(duì)人體健康的相關(guān)影響研究，目前各研究雖未明確電子煙對(duì)人體健康的危害性大小，但均顯示電子煙的抽吸在一定程度上影響了人體健康。

2018年，BEHAR等[33]對(duì)比了電子煙煙液、氣溶膠及溶劑的細(xì)胞毒性，結(jié)果表明：（1）電子煙氣溶膠會(huì)在人工培養(yǎng)細(xì)胞中產(chǎn)生細(xì)胞毒性;（2）干細(xì)胞對(duì)電子煙氣溶膠的敏感性更強(qiáng);（3）即使在低電壓下，僅包含甘油的氣溶膠也會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性。2019年，陳歡等[34]建立了適用于電子煙煙液細(xì)胞毒性的評(píng)價(jià)方法，并分析了16種電子煙煙液產(chǎn)品的體外細(xì)胞毒性，其結(jié)果表明，不同電子煙產(chǎn)品的細(xì)胞毒性差別較大，最高相差5.47倍，且該實(shí)驗(yàn)分析的16種電子煙煙液細(xì)胞毒性差異與煙堿、1，2-丙二醇和丙三醇的含量無(wú)顯著的線性關(guān)聯(lián)。RAEZ-VILLANUEVA等[35]將HTR-8/SVneo細(xì)胞暴露于添加或不添加煙堿的無(wú)味電子煙蒸汽條件培養(yǎng)基中，以評(píng)價(jià)電子煙氣溶膠對(duì)胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的影響，結(jié)果顯示暴露于電子煙煙氣條件下的培養(yǎng)基能顯著減少滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤(rùn)能力和管腔形成，需進(jìn)一步對(duì)女性懷孕期間使用電子煙的安全性進(jìn)行評(píng)估。CHEN等[36]研究了電子煙對(duì)小鼠的免疫學(xué)和病理學(xué)影響，認(rèn)為電子煙氣溶膠可抑制細(xì)胞活力、改變細(xì)胞形態(tài)、產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子以及抑制細(xì)菌和病毒的防御機(jī)制，但并未明確該影響是由于煙堿、保濕劑、香料或其他成分引起的。KAUR等[37]針對(duì)電子煙的免疫學(xué)和毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了電子煙氣溶膠的某些成分可能導(dǎo)致呼吸并發(fā)癥，見表2。

喬治亞大學(xué)的JOHNSON等[38]進(jìn)行了首次“二手電子煙”的生物監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，34名測(cè)試者進(jìn)行為期6 h的4個(gè)試驗(yàn)，采集測(cè)試者試驗(yàn)前、試驗(yàn)中及試驗(yàn)后4 h和次日清晨的尿液及唾液樣本，分析樣本中的可替寧、反式-3-羥基可替寧、3-HPMA、CEMA和TSNAs含量，結(jié)果顯示測(cè)試者體內(nèi)可替寧和丙烯醛濃度有顯著變化，而TSNAs濃度無(wú)明顯變化。當(dāng)前社會(huì)需要進(jìn)一步研究明確“二手電子煙”對(duì)非抽吸人群的健康影響。

5 ?電子煙對(duì)抽吸者吸煙行為的影響

電子煙在流行的同時(shí)也在影響著抽吸者的行為習(xí)慣。2016年，美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心（CDC）發(fā)布數(shù)據(jù)稱美國(guó)青少年使用電子煙的人數(shù)已超過傳統(tǒng)卷煙使用人數(shù)[39]。同時(shí)，F(xiàn)RIEDMAN[40]的一項(xiàng)為期兩年的跟蹤調(diào)查顯示政府禁止電子煙銷售會(huì)顯著促使青少年抽吸傳統(tǒng)卷煙。DAUTZENBERG等[41]的研究認(rèn)為，對(duì)于青少年來(lái)說，電子煙已不再是一種幫助戒煙的產(chǎn)品，而是一種用于嘗新或開始吸煙的產(chǎn)品。RUBINSTEIN等[42]研究了抽吸電子煙對(duì)青少年的影響，結(jié)果顯示平均年齡16.4歲的測(cè)試者代謝物中丙烯腈、丙烯醛、氧化丙烯、丙烯酰胺和巴豆醛顯著升高，并建議警示青少年電子煙的潛在危險(xiǎn)和致癌性。然而也有對(duì)單一電子煙產(chǎn)品的研究表示電子煙的使用耐受性良好且與任何臨床相關(guān)的健康問題無(wú)關(guān)[43]。FLACCO等[44]一項(xiàng)針對(duì)電子煙使用情況的4年跟蹤實(shí)驗(yàn)表明電子煙的使用并沒有增加戒煙或減少吸煙的可能性。也有研究認(rèn)為不論電子煙是否含有煙堿，其中的香味物質(zhì)與抽吸者身體狀況下降有關(guān)[45-46]。不可否認(rèn)電子煙的受眾群體逐漸偏向青少年，并正在影響著青少年的吸煙行為。

6 ?結(jié)論與展望

前期針對(duì)電子煙安全性的研究結(jié)果不夠明確，經(jīng)常有研究者得出相反結(jié)論，難以判斷電子煙對(duì)人體的真實(shí)影響。近幾年的研究結(jié)果逐漸趨于一致，不同研究均表明電子煙產(chǎn)品中含有一定有害物質(zhì)，并會(huì)對(duì)人體及抽吸者的吸煙行為產(chǎn)生影響，但仍存在不同研究方法測(cè)定的有害物質(zhì)含量不同的情況。綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，僅比較分析卷煙煙氣中同類有害物質(zhì)，電子煙類產(chǎn)品較傳統(tǒng)卷煙更健康，但關(guān)于電子煙中煙堿、煙堿鹽、香精香料的添加未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前市面產(chǎn)品中部分物質(zhì)的添加及過量添加帶來(lái)了新的安全問題。雖然眾多研究結(jié)果均表明電子煙在一定程度上有害人體健康，但不同研究方法得出的電子煙中有害物質(zhì)含量及對(duì)人體健康的危害程度均有不同，仍需統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及進(jìn)一步研究。同時(shí)，不可否認(rèn)電子煙的流行正在影響青少年的吸煙行為。電子煙的安全性仍需進(jìn)一步研究，明確電子煙器具、發(fā)熱絲、儲(chǔ)液器及其他煙具材料中的有害物質(zhì)向氣溶膠中的轉(zhuǎn)移，分析不同添加物通過加熱霧化后的揮發(fā)成分及對(duì)人體的影響，確定電子煙產(chǎn)品對(duì)抽吸者身體健康和抽吸行為的深遠(yuǎn)影響。國(guó)內(nèi)亟需對(duì)電子煙產(chǎn)品制定統(tǒng)一高效的標(biāo)準(zhǔn)及嚴(yán)格的監(jiān)管措施，一方面規(guī)范電子煙器具材料的使用、煙堿及煙堿鹽含量的標(biāo)注和香精香料的添加，另一方面合理引導(dǎo)消費(fèi)者選擇電子煙產(chǎn)品。

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