电子烟与哮喘
2017/12/29
屈朔瑶 吴昌归
空军军医大学西京医院呼吸内科 710032
空军军医大学西京医院呼吸内科 710032
目前全球约有10亿烟民，随着全球禁烟运动的开展及戒烟教育的普及，成年人及高中生吸烟比例在下降[1]。烟草公司为谋取利润，转投生产新型烟草产品，电子烟就是其中代表性产物。广告宣传强调吸电子烟可获得与传统香烟相同的快感却避免摄入尼古丁。然而，新近研究表明电子烟与传统香烟一样可损伤呼吸道。
电子烟有很多别名，诸如“电子尼古丁装置、电子喷雾器、类烟、烟笔、电子水烟以及个人雾化器”等。虽然名字叫的天花乱坠，但实际上所有的电子烟都由以下装置构成：电池、喷雾器、液体燃料存储盒。贮存液含丙烯乙二醇、植物甘油、湿化剂、尼古丁、化学香料等。电子烟可帮助人们戒烟[2]。美国近期流调数据显示：电子烟的使用率与戒烟人数呈正相关：2011年至2016年美国成人使用电子烟人数比率从1.5%上升至11.3%，吸烟比率从15.8%下降至8%[3]。
许多临床医生推荐吸烟的哮喘患者换用电子烟，从而减少因吸烟引发的哮喘急性加重。最新数据表明成年哮喘患者中使用电子烟的比率远远高于正常人群。美国、加拿大及韩国等国家高中生哮喘患者使用电子烟的比率较正常人群增高。但电子烟燃烧过程中释放的气溶胶含有很多不明惰性、活性化学物质。这些物质对哮喘发作的远期影响还未能证实，尚需进一步观察研究。
电子烟成分及其对肺脏的影响
丙烯乙二醇和甘油
丙烯乙二醇和甘油是电子烟里重要的液体成分，当二者燃烧到一定温度后会释放尼古丁及香味，同时向空气中释放气溶胶颗粒。丙烯乙二醇和甘油会对咽喉造成类似吸烟的损伤。虽然FDA已批准口服丙烯乙二醇和甘油，但反复雾化吸入这两种物质是否对人体造成伤害还需进一步观察。有研究发现，在娱乐场所工作的人群较其他人群肺活量显著降低，这提示长期吸入丙烯乙二醇和甘油可能会对肺功能造成破坏。丙烯乙二醇和甘油经热分解产生的羟基代谢物具有呼吸道毒性；随着电子烟装置的发展，其燃烧所能达到的温度越来越高，继而产生大量有毒代谢物。当温度达到215摄氏度，电子烟会产生大量甲醛、乙醛。超过270度可产生丙烯醛；这些醛类均会导致哮喘急性发作；由于第3、4代电子烟由于其温度高，产生大量醛类，可能会造成哮喘急性发作。然而，也有相反的研究结果提示电子烟不会对呼吸系统产生不利影响。加拿大魁北克心肺研究中心观察并比较在1小时内持续每分钟吸入3次电子烟后健康人群和哮喘人群的呼吸道症状，结果表明两组人群的咳嗽、胸部憋闷症状以及肺功能检测数据上均无显著差异。吸入电子烟后哮喘患者FeNO及血清C反应蛋白亦无明显变化；此外，急性吸入娱乐场所的烟雾（富含丙烯乙二醇）4小时虽然会导致干咳及咽喉部不适，但不会对肺功能造成破坏[4]。
尼古丁
尼古丁是一种具有神经兴奋作用的生物碱，人体可通过皮肤接触、吞食、气道吸入等方式吸收。尼古丁可顺利通过血脑屏障和胎盘，影响血压、增快心率，影响糖、脂代谢，促进体内儿茶酚胺分泌。尼古丁通过促进细胞内c-fos、c-jun等蛋白表达进而增加热休克蛋白含量，导致细胞增殖能力下降，凋亡受到抑制[5]。尼古丁通过影响大鼠生殖细胞的表观遗传学使大鼠肺组织发育受阻。将尼古丁注射入大鼠腹腔后可导致胚胎细胞内PPAR-γ表达增加，减弱细胞自我修复能力，提升大鼠子代患哮喘的几率[6]。每只传统香烟含尼古丁约10-15mg，而电子烟尼古丁浓度在0-36mg/ml之间。由于目前报道中有关电子烟尼古丁吸收效率数据相差较大，因此电子烟的危害也大小不一。尼古丁具有一定抗炎作用，但可促进气道粘液分泌。综上，尼古丁对机体的危害是显而易见的，但其在哮喘的发生和发展中所起的作用有待进一步研究观察。
香料
电子烟含有多种香料，其燃烧后产生的气味会引诱青少年吸烟。2015年，美国高中生电子烟使用率高达16%，已超过传统香烟。目前有关高浓度香料燃烧后对健康影响的数据很少，但部分数据已显示长期使用二乙酰（食品香料）可诱导不可逆的间质性肺病。吸入电子烟可使体内二乙酰含量超过标准上限的490倍之多，因此其对肺脏的不良影响不可忽视[7]。
化学致敏物与气道激惹
长期暴露于低分子化学致敏物环境会导致哮喘频繁急性发作。电子烟燃烧时释放大量低分子化学物质，包括丁香油酚和肉桂醛，二者均会诱发哮喘；此外，电子烟燃烧时产生大量苯甲醛，而吸入醛类可致哮喘急性发作。但也有报道称苯甲醛具有抗炎作用，其在哮喘动物模型中抑制气道炎症。因此苯甲醛对哮喘的影响仍需进一步观察。
薄荷香精与哮喘
牙膏、口香糖中的薄荷香精均可加剧哮喘症状，电子烟中同样使用薄荷香精。不论是留兰香，还是胡椒薄荷，亦或是薄荷脑均会导致呼吸道症状。薄荷醇虽有镇咳作用，但暴露在薄荷环境中与哮喘发作存在相关性[8]，电子烟中薄荷脑浓度比传统香烟更高。因此，对于电子烟使用薄荷类物质需进一步监管。
香精激活瞬时受体电位通道
气道通过咳嗽反射防御外界有害物质的吸入。电子烟中的肉桂醛、大麻二酚、芳樟醇、姜辣素等被吸入气道后，激活气道上皮细胞瞬时受体电位通道，引起气道收缩，引发咳嗽，喘息等症状[9]。
结论
急诊就医的哮喘急性加重患者中有三分之一是烟民[10]。这些患者症状重，肺功能下降速度快。因此我们强烈建议其戒烟，目前电子烟对哮喘患者是否安全还不得而知，但可得出以下几点结论：
1、随着电子烟设备的更新，其内部液体燃烧更为充分，进而产生更多对呼吸道有害的气体（丙烯醛，甲醛，乙醛等）；
2、孕期接触尼古丁可致基因组学改变，最终导致后代患哮喘几率显著增高；
3、电子烟中香料的分子结构与已知的某些能引起哮喘化学物质结构相似，且其浓度严重超过安全推荐浓度；
4、目前还没有关于电子烟和哮喘发病率间远期相关性的数据。
参考文献：
1.Organization WH. WHO global report on mortality attributable to tobacco. 2012.
2.Zezima K. Cigarettes without smoke or regulation. New York Times. 2009;1.
3.Zhu SH, Zhuang YL, Wong S, Cummins SE, Tedeschi GJ. Ecigarette use and associated changes in population smoking cessation: evidence from US current population surveys. BMJ.2017;358:j3262.
4.Boulay ME, Henry C, Bosse Y, Boulet LP, Morissette MC. Acute effects of nicotine-free and flavour-free electronic cigarette use on lung functions in healthy and asthmatic individuals. Respir Res. 2017;18(1):33.
5.Walker LM, Preston MR, Magnay JL, Thomas PB, El Haj AJ.Nicotinic regulation of c-fosand osteopontin expression in human-derived osteoblast-like cells and human trabecular bone organ culture. Bone. 2001;28(6):603-8.
6.Liu J, Sakurai R, Rehan VK. PPAR-gamma agonist rosiglitazone reverses perinatal nicotine exposure-induced asthma in rat offspring. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015;308(8):L788-96.
7.Farsalinos KE, Kistler KA, Gillman G, Voudris V. Evaluation of electronic cigarette liquids and aerosol for the presence of selected inhalation toxins. Nicotine Tob Res. 2015;17(2):168-74.
8.Tierney PA, Karpinski CD, Brown JE, Luo W, Pankow JF. Flavour chemicals in electronic cigarette fluids. Tob Control.2016;25(e1):e10–5.
9.Lee LY, Gu Q. Role of TRPV1 in inflammation-induced airway hypersensitivity. CurrOpinPharmacol. 2009;9(3):243-9.
10.Silverman RA, Hasegawa K, Egan DJ, Stiffler KA, Sullivan AF, Camargo CA. Multicenter study of cigarette smoking among adults with asthma exacerbations in the emergency department, 2011-2012. Respir Med. 2017;125:89-91.
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