關(guān)于電子煙安全性的研究進(jìn)展

余夢靈，馬 林，賈夢珠，王永超，焦凱旋，程生博，趙賽月，賈真真

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

關(guān)于電子煙安全性的研究進(jìn)展

余夢靈，*馬 林，賈夢珠，王永超，焦凱旋，程生博，趙賽月，賈真真

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

為了給電子煙安全問題的進(jìn)一步深入研究提供依據(jù)和參考，綜述近年來國內(nèi)外研究者在電子煙安全性方面的研究進(jìn)展。結(jié)果表明，目前關(guān)于電子煙的研究大多是短期的、規(guī)模較小的研究，缺乏長期的跟蹤調(diào)查和系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，且許多研究者的研究結(jié)果大相徑庭，所以電子煙是否安全目前仍無法下定論，關(guān)于電子煙是否安全的問題還需研究人員進(jìn)行系統(tǒng)的和深入的研究。

電子煙；安全性；傳統(tǒng)卷煙

0 引言

電子煙是近年來興起的一種新型煙草制品，又稱電霧化卷煙，電子煙主要由煙桿（包括發(fā)光二極管、電池、控制電路、氣動開關(guān)、霧化器等元器件）和煙彈（包括貯液腔和吸嘴）組成。在煙桿的內(nèi)部中心線位置有一條氣流通道，當(dāng)抽吸電子煙時，氣動感應(yīng)開關(guān)在抽吸的負(fù)壓作用下觸發(fā)，通過電磁感應(yīng)作用使集成控制電路接通，指示燈亮起，在電加熱絲加熱煙彈中煙油的同時霧化器發(fā)出超聲波，使貯液腔里的煙油霧化，霧化煙油隨著氣流進(jìn)入人體口腔，從而達(dá)到模擬抽煙的效果。煙彈中的煙油主要是含尼古丁的丙二醇、甘油或聚乙二醇，為了改善口味輔以各種香精，配制出各種味道，滿足不同吸煙者的需求。由于電子煙在模仿真煙上的高相似度，電子煙很快被消費者所接受，2004年電子煙在中國問世，之后逐漸從我國流入歐美和日本等國，并得到了迅猛發(fā)展。據(jù)估計，2014年全球有460多種品牌的電子煙，在60多個國家有銷售，截至2013年全球電子煙銷售已經(jīng)超過30億美元［1］。

商家在宣傳電子煙時往往把它作為一種戒煙產(chǎn)品來宣傳，并宣稱電子煙是一種無害或危害低于卷煙的戒煙產(chǎn)品，但電子煙是否真的沒有危害或危害低于傳統(tǒng)卷煙，目前沒有定論。迄今為止，國內(nèi)外均沒有系統(tǒng)的電子煙安全性評估資料；同時，電子煙產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，各國都沒有完善的產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)規(guī)定，行業(yè)內(nèi)也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以市場上的電子煙產(chǎn)品魚龍混雜，產(chǎn)品品質(zhì)也令人擔(dān)憂。目前，電子煙產(chǎn)品的安全性問題受到了各國研究者的關(guān)注，但是關(guān)于電子煙安全性的研究結(jié)果往往不能達(dá)成一致，研究者都認(rèn)為對電子煙的安全性問題值得關(guān)注，并且還需要進(jìn)行更多、更長期的深入試驗，否則不能輕易下結(jié)論。

電子煙產(chǎn)品的安全性問題，對想戒煙的煙民和未來全球的控?zé)熓聵I(yè)都有一定的意義，本文對近年來國內(nèi)外研究者在電子煙產(chǎn)品安全性方面的研究進(jìn)行了總結(jié)，擬為研究者進(jìn)一步深入研究電子煙安全性提供一定的理論依據(jù)。

1 丙二醇

丙二醇作為電子煙油溶劑，是電子煙油配方的主要成分，丙二醇和甘油在電子煙液中的比例高達(dá)90%。丙二醇雖然是公認(rèn)的安全食品添加劑，但丙二醇被吸入肺部后，未必會像食用一樣安全［2］，長期、反復(fù)吸入丙二醇會對人體產(chǎn)生哪些不良影響目前尚不清楚。2012年希臘雅典大學(xué)的一項研究確實表明，不論呼吸系統(tǒng)功能是否正常、是否吸煙，在使用電子煙后，被試驗者都會出現(xiàn)呼吸阻力增加的情況，因此推斷出電子香煙仍可能對抽煙者肺部造成傷害；同時，歐洲呼吸學(xué)會申明“不主張使用這樣的產(chǎn)品”。

2 尼古丁

Cameron等人［3］指出，市面上的電子煙油產(chǎn)品在標(biāo)注尼古丁含量時會采用“高、中、低”3個質(zhì)量濃度等級進(jìn)行標(biāo)注區(qū)分，但這種等級劃分在行業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致電子煙液中的尼古丁含量完全取決于制造商，所以擬定生產(chǎn)質(zhì)量規(guī)范非常重要。而包括Cheah和Cameron在內(nèi)的幾位研究者確實都發(fā)現(xiàn)不同品牌電子煙的尼古丁含量差別較大［3-6］，如Cameron等人［3］研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)購買地的不同，標(biāo)注含有高質(zhì)量濃度尼古丁的電子煙油尼古丁含量可以在12.3～22.2 mg/mL變化。Goniewicz等人［5］檢測了20個不同的電子煙油樣品，發(fā)現(xiàn)15口的抽吸量中含有的尼古丁含量可以在0.5～15.4 mg變化。

Cheah、Etter等人［4，7］也發(fā)現(xiàn)，有些產(chǎn)品的實際煙堿與產(chǎn)品標(biāo)注不符。Christoph和Hadwiger等人［8-10］的研究還發(fā)現(xiàn)，有些宣稱不含尼古丁的電子煙油配方中有尼古丁的存在，如Christoph檢測了28個不同的煙油樣品，有10個明確標(biāo)注了是不含尼古丁的煙油樣品，但其中7個含有0.1～15.0 μg/mL尼古?。黄溆?8個樣品的商品說明中沒有關(guān)于尼古丁的信息，因此也被認(rèn)為是不含尼古丁的煙油樣品，但是有16個樣品中含有0.1～324.0 μg/mL的尼古丁。

Czogala等人［11］研究了煙堿在電子煙氣中的遷移率，發(fā)現(xiàn)電子煙氣中的煙堿濃度顯著低于煙液中的含量。Goniewicz等人［12］分別研究了不同尼古丁質(zhì)量濃度的電子煙煙氣釋放在密閉空間中以后，窗戶、墻壁、地板、木材和金屬表面尼古丁的沉積量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電子煙氣的釋放能夠引起這些物體表面尼古丁沉積量的增加，他們認(rèn)為這個試驗反映出抽吸電子煙可能會將人間接暴露于尼古丁中的風(fēng)險。

3 有毒物質(zhì)含量研究

3.1 粒相物

段沅杏等人［13］按照ISO的抽吸模式，分別對10個品牌的傳統(tǒng)卷煙和電子煙進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)相同的抽吸條件下，傳統(tǒng)卷煙氣溶膠的顆粒、單位體積數(shù)濃度都比電子煙大；在不同抽吸口數(shù)下，傳統(tǒng)卷煙氣溶膠粒徑每口之間差異很大，而電子煙氣溶膠粒徑每口之間分布比較均勻。

國外研究者在研究電子煙氣和傳統(tǒng)卷煙的氣溶膠中微粒大小區(qū)別時，得出了不同的結(jié)論，有一些研究認(rèn)為電子煙氣和傳統(tǒng)卷煙的氣溶膠微粒大小相似［14-16］，也有研究發(fā)現(xiàn)電子煙氣溶膠中的微粒大小比傳統(tǒng)卷煙煙氣大得多［17］。Ingebrethsen等人［15］通過光譜傳輸監(jiān)測了未稀釋的電子煙油，利用電流動分析儀分析了高度稀釋的電子煙油，采用2種方法分析電子煙氣氣溶膠的粒徑分布發(fā)現(xiàn)，基于光譜傳送裝置得出的氣溶膠呼吸道沉積測量結(jié)果，比基于氣溶膠動力學(xué)機(jī)制的高稀釋電遷移方法更加準(zhǔn)確。Schripp等人［18］研究發(fā)現(xiàn)電子煙氣中的氣溶膠微粒經(jīng)過人的肺部后，會變成更小的微粒被呼出來，所以他們認(rèn)為電子煙氣是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物以及超細(xì)微粒的來源，在室內(nèi)環(huán)境中同樣能夠使人“被動吸入蒸汽”，但他們也認(rèn)為抽吸電子煙給室內(nèi)環(huán)境中微粒含量帶來的變化并不顯著。

關(guān)于電子煙氣中的粒相物濃度，F(xiàn)uoco［14］和Ingebrethsen［15］的研究表明電子煙氣中的粒相物濃度和卷煙煙氣相似；而Czogala和Mcauley等人［19-21］的研究則證實電子煙氣氣中的粒相物濃度遠(yuǎn)小于卷煙煙氣，有數(shù)量級的差距，Mcauley［19］認(rèn)為這種差距來源于卷煙有燃燒過程，而電子煙沒有。Ruprecht等人［22］的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電子煙油中不含有尼古丁時，較含有尼古丁時的煙氣粒相物濃度明顯增加，且無論是否含有尼古丁，電子煙氣的粒相物水平均較卷煙煙氣更低。

3.2 細(xì)胞毒性

Vasundhra等人［23］研究表明，一些電子煙產(chǎn)品對人類胚胎和小鼠神經(jīng)干細(xì)胞有很高的細(xì)胞毒性，而細(xì)胞毒性來自于一些香味成分，肉桂就具有強(qiáng)大的細(xì)胞毒性效應(yīng)。Giorgio等人［24］則研究表明，電子煙液中含有的錫顆粒會對人肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性。而Giorgio等人［25］的研究結(jié)果較為樂觀，他們在21個電子煙液產(chǎn)品中只發(fā)現(xiàn)有1個產(chǎn)品對小鼠肺成纖維細(xì)胞有細(xì)胞毒性，并且認(rèn)為相對于卷煙的細(xì)胞毒性要明顯降低。

3.3 重金屬

Monique等人［24］發(fā)現(xiàn)電子煙氣中主要含有錫、銀、鎳和鋁等重金屬，錫、鉻和鎳是以納米微粒存在，其中電子煙氣中鉛和鉻的含量與卷煙煙氣相當(dāng)，鎳含量則高于卷煙煙氣的100倍以上。Goniewicz等人［26］的研究發(fā)現(xiàn)鎘、鎳和鉛在檢測的12個品牌電子煙中均有發(fā)現(xiàn)，但有毒重金屬的含量并不高，與尼古丁替代療法相似。Michael等人［10］則研究發(fā)現(xiàn)電子煙液中的重金屬含量低于檢測限。

3.4 煙草特有亞硝胺

Goniewicz等人［26］檢測了12個品牌電子煙樣品中煙草特有亞硝胺NNN和NNK的含量，發(fā)現(xiàn)某些電子煙的煙氣中含有NNN，某些則含有NNK，其煙氣中NNN和NNK含量分別比卷煙煙氣低380倍和40倍，他們認(rèn)為相對于卷煙，電子煙可能大幅度減小了煙草特有亞硝胺的暴露量。Mcauley［20］的研究也表明，電子煙氣中的TSNAs濃度較卷煙煙氣更低。Cheah［4］，Etter［7］，Schober［6］和Bertholon［27］等人的研究也表明，在電子煙液中只檢測到無毒或微弱毒性的TSNAs濃度。

而Kim等人［28］的研究結(jié)果則顯得不夠樂觀，他們利用液-液萃取或液-固萃取的方法，采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀器檢測了從韓國超市購買11個公司生產(chǎn)的105個電子煙液樣品中的各類煙草亞硝胺含量，發(fā)現(xiàn)幾乎檢測的所有電子煙液樣品中均能檢測到各類TSNAs，并且電子煙液中檢測到的TSNAs最大含量為86.92 μg/L，比卷煙公司公布的數(shù)據(jù)高出10倍。

3.5 羰基化合物

由于暴露在含羰基化合物的蒸汽中，引起的口腔和喉嚨發(fā)炎是最常報道的使用電子煙所引發(fā)的不良事件［29］。Goniewicz、Kosmider等人［26，30］首先檢測了12個不同品牌電子煙氣中的羰基化合物，發(fā)現(xiàn)幾乎在所有電子煙樣品中都有甲苯、甲醛、乙醛和丙烯醛這24種羰基化合物，其中甲醛、乙醛和丙烯醛是3種已經(jīng)確定的對人體有毒性、刺激性的化合物。但這24種羰基化合物在電子煙氣中的含量比卷煙煙氣要低9倍～450倍。然后他們對第二代的低電壓電子煙產(chǎn)品進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)檢測的13個樣品中有9個檢測出甲醛和乙醛，其濃度較傳統(tǒng)卷煙低13倍～807倍；相較于第一代電子煙，電子煙煙氣中的有毒物質(zhì)只有一個小幅度的減小。他們還研究了電子煙的電池電壓，以及不同電子煙液溶劑對煙氣中羰基化合濃度的影響，發(fā)現(xiàn)電壓在3.2～4.8 V的變化過程中，甲醛、乙醛、丙酮的濃度水平增加了4倍～200倍，同時溶劑也能對煙氣中羰基化合物濃度有顯著影響，其中以純丙二醇為溶劑的電子煙油煙氣中羰基化合物的含量最高［30］。Mcauley T R等人［20］分別檢測了電子煙氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物、羰基化合物、多環(huán)芳烴、尼古丁、TSNAs和醇類，研究發(fā)現(xiàn)除了丙酮、甲醛和乙醛外，其余羰基化合物在蒸汽中的濃度都很低。Schripp等人［18］的研究發(fā)現(xiàn)，電子煙氣中的甲醛濃度低于檢測限。甲醛在電子煙液霧化的過程中能夠與丙二醇和甘油反應(yīng)生成半縮醛，這些半縮醛物質(zhì)在工業(yè)上被當(dāng)做可以釋放甲醛的工業(yè)殺蟲劑。R Paul J等人［31］檢測了電子煙氣中含有甲醛的半縮醛物質(zhì)，結(jié)果表明假設(shè)將吸入這些半縮醛物質(zhì)所帶來的健康風(fēng)險與吸入同等單位的甲醛對等，那么長期吸食電子煙帶來的健康風(fēng)險能夠達(dá)到吸食卷煙的5倍～10倍。

關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物的研究。Czogala等人［19］的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有電子煙樣品的電子煙氣中都含有甲苯；Goniewicz等人［26］發(fā)現(xiàn)，幾乎所有樣品煙氣中都有對間二甲苯；Mcauley等人［20］的研究結(jié)果顯示，揮發(fā)性有機(jī)物的濃度低于檢測限。

3.6 多環(huán)芳烴

根據(jù)Cheah等人［4］以及Mcauley等人［20］的研究結(jié)果顯示，在電子煙液中沒有發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴或多環(huán)芳烴含量低于檢測限或者只是痕量。但是Schober等人［6］的室內(nèi)研究表明，抽吸電子煙過后室內(nèi)空氣中可能致癌的多環(huán)芳烴含量增加了20%。

4 其他研究

Park等人［32］通過將有突變風(fēng)險的人體支氣管細(xì)胞暴露于電子煙氣中發(fā)現(xiàn)，暴露于高尼古丁濃度電子煙液煙氣中的細(xì)胞有與暴露于卷煙煙氣中的細(xì)胞相似的突變模式。Cervellati等人［33］發(fā)現(xiàn)，暴露于電子煙氣中會減少細(xì)胞中的細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)。但Etter等人［34］的問卷調(diào)查和電子煙使用者唾液中可替寧含量分析結(jié)果表明，電子煙使用者的可替寧濃度和文獻(xiàn)報道的吸煙者濃度一致，高于煙堿替代療法使用者。其原因可能是，參與試驗的消費者電子煙使用強(qiáng)度大、使用時間長，與以前文獻(xiàn)報道的參與者為剛開始抽吸電子煙的吸煙者明顯不同。Etter等人［34］還在電子煙液樣品雜質(zhì)含量的研究中發(fā)現(xiàn)，有50%的電子煙液樣品中的雜質(zhì)含量都達(dá)到了歐洲藥典規(guī)定的5倍。

Hadwiger等人［35］在宣稱含有他達(dá)拉非的電子煙液中發(fā)現(xiàn)了氨基他達(dá)拉非，在聲明含有利莫那班的電子煙液中發(fā)現(xiàn)了含有氧化雜質(zhì)的利莫那班。Monique等人［24］在電子煙氣中發(fā)現(xiàn)了硅酸鹽珠。Staden等人［36］考察了5名吸煙者抽吸電子煙2周后動脈、靜脈中CO-Hb和可替寧的變化，結(jié)果表明改抽電子煙后，志愿者動脈、靜脈中CO-Hb及血清中的可替寧濃度都有所降低，血氧飽和度增加，而且志愿者覺得胃口、味覺、口氣、咳嗽也有好轉(zhuǎn)，有77%的人認(rèn)為，電子煙是一種可接受的煙草制品。Vansicke L等人［37］發(fā)現(xiàn)，消費者使用電子煙后，心率、血清中可替寧、呼出CO無明顯變化，而吸煙者抽吸卷煙后，這些指標(biāo)會迅速增加，且使用的電子煙盡管無煙堿遞送，卻可以抑制吸煙者的一些煙草戒斷癥狀，相比于加熱型卷煙，消費者對電子煙的接受度更高；Flouris等人［38］比較了主動吸煙者、電子煙使用者、被動吸煙者、被動電子煙使用者血細(xì)胞數(shù)目變化，結(jié)果表明主動吸煙和被動吸煙都會引起白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和粒細(xì)胞數(shù)目增多，而主動、被動使用電子煙，對這些血細(xì)胞數(shù)目沒有影響，說明電子煙的使用對吸煙者沒有負(fù)面影響。

5 展望

總的來說，目前電子煙存在亟待解決的安全性問題，大量吸入丙二醇是否對人體有不良影響的問題，電子煙產(chǎn)品煙堿含量差別較大、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問題，以及電子煙煙氣中有毒物質(zhì)的含量問題；與卷煙煙氣對比，有些研究者研究發(fā)現(xiàn)電子煙氣中的有毒物質(zhì)含量低于檢測限，也有研究者發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)高于卷煙，無論是粒相物、煙特有亞硝胺還是羰基化合物等有毒物質(zhì)，其檢測結(jié)果均有研究者得出相反的結(jié)論。此外，電子煙油還存在含違禁藥品及其他過量雜質(zhì)等問題。

大量研究人員的研究結(jié)果不能達(dá)成一致，反映出目前市面上的電子煙產(chǎn)品由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)劣摻雜，也反映出電子煙研究缺乏可靠、統(tǒng)一的研究方法，所以根據(jù)目前的研究結(jié)果，還不能下結(jié)論說電子煙安全或是不安全［39］。但是基于電子煙消費群體的飛速發(fā)展，電子煙的安全性問題亟需展開系統(tǒng)的和長期的研究，以得出可靠的結(jié)論，電子煙行業(yè)也迫切需要政府及有關(guān)部門的統(tǒng)一監(jiān)管。

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Progress in Research of E-cigarette Safety

YU Mengling，*MA Lin，JIA Mengzhu，WANG Yongchao，JIAO Kaijun，CHENG Shengbo，ZHAO Aaiyue，JIA Zhenzhen
（School of Food and Bioengineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou，He'nan 450000，China）

To provide basis and reference for further study of electronic cigarette safety issues，the domestic and overseas research progresses of electronic cigarette safety had been summarized.The results show that the research on electronic cigarettes safety are mostly short-term and small，tracking investigation and system theoryguidance are lacked，and many research results are widely divergent.So the question that the electronic cigarette is safe or not can still not be confirmed，to make sure if the electronic cigarette safe is safe still requires systematic and further understanding.

electronic cigarette；security；traditional cigarette

T541

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.014

1671-9646（2016）04a-0044-05

2016-03-04

余夢靈（1993— ），女，碩士，研究方向為電子煙液配方研究。

*通訊作者：馬 林（1964— ），男，博士，教授，研究方向為煙草工業(yè)生物技術(shù)和卷煙工藝。