卷煙和一次性電子煙抽吸者的吸煙行為

趙俊偉，趙 閣，李 翔，華辰鳳，尚平平，王 昇，胡國昌，鄭賽晶，謝復(fù)煒?

1. 中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2 號 450001

2. 湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，長沙市雨花區(qū)勞動中路386 號 410008

3. 上海新型煙草制品研究院，上海市虹口區(qū)大連路789 號 200082

吸煙行為是吸煙者由自身條件、抽吸對象和環(huán)境條件等而交織融合后的一種自調(diào)式吸煙狀態(tài)［1］。研究者對吸煙行為的研究已逾百年［2］，早期主要關(guān)注吸煙行為對吸煙者煙堿暴露水平的影響［3-4］。近年來，隨著電子煙的快速發(fā)展，研究者也開始關(guān)注電子煙吸煙行為［5-6］。吸煙者從抽吸卷煙轉(zhuǎn)向使用電子煙，部分原因是電子煙汽化的煙霧中含有芳香物質(zhì)和煙堿，能夠模擬卷煙的口感，滿足吸煙者對煙堿的攝入需求［7-8］。研究表明，電子煙煙具、煙液配方、口味以及吸煙者個體差異，是影響電子煙抽吸者吸煙行為的重要因素［6，9］。CReSS 吸煙行為記錄儀已被用于測試吸煙者的抽吸容量、抽吸間隔和抽吸時間等參數(shù)［10］。目前，國內(nèi)黃菲等［11-12］采用CReSS 吸煙行為記錄儀測試了廣東卷煙消費者的吸煙行為。電子煙抽吸者的抽吸容量、抽吸間隔和持續(xù)時間以及其與卷煙吸煙者抽吸行為的差異均不明確。卷煙與電子煙抽吸者尿液中煙堿暴露水平的差異研究也鮮有報道?；诖?，本研究中采用自身配對的研究方法，通過自填式問卷調(diào)查、吸煙行為參數(shù)測試和暴露評定3 個重要方式，開展了卷煙和一次性電子煙抽吸者的吸煙行為研究，旨在為建立電子煙評估方法提供依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計

人體吸入煙氣后，煙堿經(jīng)口腔、氣管和肺泡的細胞壁進入血液循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)肝臟、肺和腎臟代謝后形成多種代謝產(chǎn)物，之后通過尿液和唾液等排出體外［13］。煙堿在人體內(nèi)的代謝涉及多種途徑，可能在個體或人群間存在差異［14］?？商鎸幨菬焿A在人體代謝的主要產(chǎn)物，已被廣泛用于評估煙堿暴露［15］。煙堿總代謝物比單個代謝物更能準(zhǔn)確地表征煙氣暴露［16］。與煙草相比，食物中的煙堿量較低，可以忽略不計［17］。煙堿在體內(nèi)的半衰期為2.3 h（波動范圍：1.2～2.8 h），可替寧的半衰期為17.5 h（波動范圍：8.1～29.3 h）［18-19］。

招募抽吸卷煙的志愿者共計66 人，隨機分為電子煙Ⅰ和Ⅱ兩組，每組各33 人。實驗周期為11 d，其中第1～3 天按照志愿者的吸煙量和吸煙方式抽吸自己日常消費的卷煙；志愿者從第4 天起由抽吸卷煙轉(zhuǎn)換至抽吸實驗用電子煙，至第11 天結(jié)束。于第1 天完成問卷調(diào)查，第3 天收集晨尿，并測試志愿者抽吸卷煙時的吸煙行為參數(shù)。電子煙Ⅰ和Ⅱ兩組志愿者分別轉(zhuǎn)換至某指定品牌電子煙（電子煙Ⅰ組：電子煙煙液中煙堿濃度12 mg/mL，電子煙Ⅱ組：電子煙煙液中煙堿濃度20 mg/mL），轉(zhuǎn)換期5 d（第4～第8 天）。轉(zhuǎn)換期后測試志愿者抽吸電子煙時的吸煙行為參數(shù)（第9 天），于第11 天收集晨尿。實驗設(shè)計流程［20］見圖1。

1.2 志愿者招募及納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

圖1 實驗設(shè)計流程圖Fig.1 Flowchart of the experimental design

在鄭州某地區(qū)采用滾雪球抽樣法招募符合納入和排除標(biāo)準(zhǔn)的志愿者［21］。志愿者的納入標(biāo)準(zhǔn)（同時滿足下述條件）：①年齡18～65 周歲；②持續(xù)抽吸中式烤煙型卷煙6 個月以上，每日吸煙量5 支及以上，同時不抽吸其他類型煙草制品者；③能嚴(yán)格遵守研究規(guī)定，同意轉(zhuǎn)換至抽吸指定的電子煙，并提供生物樣本者。

志愿者的排除標(biāo)準(zhǔn)（下述條件滿足其中任一條）：①非法藥物濫用者；②哺乳或懷孕者；③重度抑郁癥或其他精神疾病患者；④嚴(yán)重心血管疾病、慢性阻塞性肺疾病、肺癌及其他腫瘤患者；⑤嚴(yán)重的生理畸形患者。實驗中志愿者如因身體不適、出差等原因，出現(xiàn)退出或失訪的現(xiàn)象，造成該志愿者的數(shù)據(jù)不完整時，對這些志愿者予以排除。

1.3 吸煙行為測試

采用CReSS 吸煙行為記錄儀測試志愿者抽吸卷煙或電子煙的抽吸容量、持續(xù)時間和抽吸間隔等吸煙行為參數(shù)。吸煙行為測試前，校正CReSS吸煙行為記錄儀［22］。

1.4 煙堿總代謝物和可替寧測試

采集志愿者晨尿后經(jīng)冷鏈保存，運至實驗室。采用LC-MS 法［23］測試尿液中煙堿總代謝物和可替寧的濃度。尿液中肌酐的排泄量較穩(wěn)定，因此采用尿肌酐校正測試結(jié)果［24］。

1.5 志愿者的基線資料和不同煙堿濃度電子煙吸煙行為調(diào)查

采用自填式調(diào)查問卷的方式，調(diào)查了志愿者的基線資料［25］和兩種電子煙的抽吸行為，包括每日吸煙次數(shù)、每次抽吸口數(shù)和抽吸深度。

1.6 實驗過程中的質(zhì)量控制

質(zhì)量控制［25］貫穿于實驗的整個過程。在現(xiàn)場實驗準(zhǔn)備期，質(zhì)控員召集志愿者告知實驗過程中需要注意的事項，對可能遇到的問題及時解答。電子煙轉(zhuǎn)換期，質(zhì)控員每日聯(lián)系志愿者，詢問電子煙的使用情況?，F(xiàn)場抽吸參數(shù)調(diào)查期，質(zhì)控員通過現(xiàn)場錄像、拍照等方式進行質(zhì)量控制。對志愿者提供的尿樣一一核對，確保無漏樣、誤樣。樣品分析過程中嚴(yán)格按照分析方法規(guī)范處理和分析樣品，設(shè)置質(zhì)控樣品，用于保證樣品分析的準(zhǔn)確性。

1.7 醫(yī)學(xué)倫理學(xué)論證

本研究方案通過了鄭州大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。志愿者參加項目時簽署了知情同意書。

1.8 統(tǒng)計學(xué)分析

吸煙行為參數(shù)及尿樣中煙堿總代謝物和可替寧的量等數(shù)據(jù)均用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。志愿者文化程度、婚姻狀況、職業(yè)和月收入情況，用構(gòu)成比表示。采用SPSS 21.0 進行配對t 檢驗，比較卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙的吸煙行為參數(shù)及尿液中煙堿總代謝物和可替寧的暴露水平。P＜0.05 時差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 研究對象的基本情況

志愿者的人口學(xué)特征情況見表1。66 位志愿者均為男性，平均年齡為43.5 歲（SD=12.5）；平均體質(zhì)指數(shù)［26］為 24.7（SD=6.9）；日均吸煙量為 18.1支/d（SD=9.0）；平均煙齡 23.6 年（SD =11.5）；志愿者日常抽吸卷煙的平均焦油量為10.7 mg（SD=1.5），一氧化碳量為 10.7 mg（SD=1.5），煙堿量為0.9 mg（SD=0.1）。招募的志愿者來源廣泛，其人口學(xué)特征涵蓋文化程度、婚姻狀況、職業(yè)和收入水平，具有一定的代表性。

志愿者抽吸電子煙的吸煙量見表2?？芍?，大多數(shù)志愿者日均抽吸電子煙的次數(shù)多于或等于6次，每次抽吸口數(shù)少于10 口。志愿者抽吸卷煙的日均吸煙量為18.1 支/d（SD=9.0）。志愿者抽吸卷煙和電子煙的方式有差異，因此卷煙和電子煙吸煙量的調(diào)查方式也不同。本研究中，采用每日吸煙支數(shù)調(diào)查志愿者的卷煙吸煙量，采用每天抽吸次數(shù)和每次抽吸口數(shù)調(diào)查志愿者的電子煙吸煙量。

表1 志愿者的人口學(xué)特征Tab.1 Demographic characteristics of volunteers

表2 志愿者抽吸電子煙的吸煙量Tab.2 Numbers and frequencies of e-cigarettes puffed by volunteers

2.2 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析

2.2.1 煙堿濃度為12 mg/mL

由卷煙轉(zhuǎn)換至煙堿濃度為12 mg/mL 的電子煙抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析結(jié)果見表3。可知，志愿者抽吸卷煙與電子煙時抽吸參數(shù)存在顯著性差異。抽吸卷煙時，志愿者平均每口抽吸容量為50.3 mL，每口抽吸持續(xù)時間為1.8 s，抽吸間隔時間為14.1 s。轉(zhuǎn)換至電子煙后，志愿者平均每口抽吸容量為57.6 mL，高于抽吸卷煙時的容量；每口抽吸持續(xù)時間為1.9 s，長于卷煙每口抽吸時間；抽吸間隔時間為9.4 s，比抽吸卷煙時的抽吸間隔短。

表3 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度12 mg/mL）抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析（n=33，）Tab.3 Analysis of smoking parameters of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 12 mg/mL）（n=33，）

表3 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度12 mg/mL）抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析（n=33，）Tab.3 Analysis of smoking parameters of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 12 mg/mL）（n=33，）

注：①P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。下同。

P①0.000 0.000 0.000容量/mL持續(xù)時間/s抽吸間隔/s 50.3±17.2 1.8±0.7 14.1±9.5 57.6±23.1 1.9±0.7 9.4±9.3抽吸參數(shù) 卷煙 電子煙

2.2.2 煙堿濃度為20 mg/mL

由卷煙轉(zhuǎn)換至煙堿濃度為20 mg/mL 的電子煙抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析結(jié)果見表4。可知，志愿者抽吸卷煙與電子煙的抽吸參數(shù)存在顯著性差異。抽吸卷煙時，志愿者平均每口抽吸容量為47.9 mL，每口抽吸持續(xù)時間為1.7 s，抽吸間隔時間為14.9 s。轉(zhuǎn)換至電子煙后，志愿者平均每口抽吸容量為51.1 mL，高于抽吸卷煙時的容量；每口抽吸持續(xù)時間為1.7 s，與抽吸卷煙時相同；抽吸間隔時間為11.0 s，比抽吸卷煙時的抽吸間隔短。

表4 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度20 mg/mL）抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析（n=33，）Tab.4 Analysis of smoking parameters of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 20 mg/mL）（n=33，）

表4 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度20 mg/mL）抽吸者的吸煙行為參數(shù)分析（n=33，）Tab.4 Analysis of smoking parameters of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 20 mg/mL）（n=33，）

抽吸參數(shù)容量/mL持續(xù)時間/s抽吸間隔/s卷煙47.9±20.6 1.7±0.7 14.9±11.7電子煙51.1±23.1 1.7±0.7 11.0±9.3 P 0.029 0.872 0.000

志愿者抽吸卷煙時每口持續(xù)時間短于或等于電子煙，與 Hua 等［9］和 Farsalinos 等［6］的研究結(jié)果類似。Hua 等［9］在 YouTube 視頻網(wǎng)站中隨機搜索并獲取了抽吸卷煙和電子煙的視頻，觀察持續(xù)時間后發(fā)現(xiàn)，相比于卷煙，電子煙抽吸者的持續(xù)時間較長。但就持續(xù)時間而言，抽吸卷煙的持續(xù)時間在本研究中為（1.8±0.7）和（1.7±0.7）s，短于Hua等［9］用視頻法觀察的（2.4±0.8）s 和 Farsalinos 等［6］觀察的（2.1±0.4）s；抽吸電子煙的持續(xù)時間在本研究中為（1.9±0.7）和（1.7±0.7）s，短于Farsalinos等［6］觀察的（2.3±0.5）s。測試方式的不同可能是造成這種差異的原因之一［27］。視頻法的持續(xù)時間是指抽吸者開始口含到離開濾嘴的時間間隔，記錄儀法是指激活記錄儀LED 燈（開始抽吸）到LED燈滅（停止抽吸）的時間間隔。相比于視頻法，記錄儀法更方便、客觀，獲得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確［28］。這種現(xiàn)象也可能是因為電子煙產(chǎn)生煙氣的速度低于卷煙產(chǎn)生煙霧的速度，抽吸者為獲取充足的煙氣而延長了抽吸時間。

2.3 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧分析

2.3.1 煙堿濃度為12 mg/mL

電子煙和卷煙抽吸者尿液中煙堿代謝物分析結(jié)果見表5?？芍?，由卷煙轉(zhuǎn)換至煙堿濃度相對較低的電子煙（煙堿濃度為12 mg/mL）時，煙氣經(jīng)人體的多個器官代謝后，抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧在卷煙吸煙者尿液中的量高于電子煙抽吸者（P＜0.05）。

表5 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度12 mg/mL）抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧分析（n=33，，ng/mg 肌酐）Tab.5 Analysis of total nicotine metabolites and cotinine in urine of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 12 mg/mL）（n=33，，ng/mg creatinine）

表5 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度12 mg/mL）抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧分析（n=33，，ng/mg 肌酐）Tab.5 Analysis of total nicotine metabolites and cotinine in urine of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 12 mg/mL）（n=33，，ng/mg creatinine）

煙堿代謝物煙堿總代謝物可替寧卷煙6 641.6±3 599.3 1 047.0±625.4電子煙5 723.1±3 155.5 758.9±603.5 P 0.014 0.010

2.3.2 煙堿濃度為20 mg/mL

電子煙（煙堿濃度為20 mg/mL）和卷煙抽吸者尿液中煙堿代謝物分析結(jié)果見表6?？芍删頍熮D(zhuǎn)換至煙堿濃度相對較高的電子煙（煙堿濃度為20 mg/mL），煙氣經(jīng)人體的多個器官代謝后，抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧在卷煙吸煙者尿液中的量高于電子煙抽吸者（P＜0.05）。

表6 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度20 mg/mL）抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧分析（n=33，，ng/mg肌酐）Tab.6 Analysis of total nicotine metabolites and cotinine in urine of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 20 mg/mL）（n=33，，ng/mg creatinine）

表6 由卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙（煙堿濃度20 mg/mL）抽吸者尿液中煙堿總代謝物和可替寧分析（n=33，，ng/mg肌酐）Tab.6 Analysis of total nicotine metabolites and cotinine in urine of smokers switched from cigarette to e-cigarette（nicotine concentration 20 mg/mL）（n=33，，ng/mg creatinine）

煙堿代謝物煙堿總代謝物可替寧卷煙6 290.3±3 197.8 918.0±688.5電子煙4 381.6±3 271.3 701.4±670.6 P 0.001 0.041

本研究中志愿者抽吸卷煙的煙堿釋放量范圍為 0.7～1.2 mg，轉(zhuǎn)換至 12 或 20 mg/mL 煙堿濃度的電子煙后，抽吸容量增大，抽吸間隔縮短，持續(xù)時間增長或無變化，說明轉(zhuǎn)換至電子煙后吸入的煙氣量更多，存在補償性抽吸行為，但經(jīng)肝臟、肺和腎臟代謝后，結(jié)果顯示志愿者尿液中煙堿總代謝物和可替寧的暴露水平低于卷煙。在實驗室中采用ISO 3308的抽吸方案發(fā)現(xiàn)，24 mg/mL煙堿濃度的電子煙可能與一支卷煙煙氣煙堿的釋放量相當(dāng)［6］。雖然本研究中使用的電子煙的煙堿濃度低于24 mg/mL，但實驗中并不限制抽吸電子煙的次數(shù)，志愿者可根據(jù)需要自由抽吸。研究結(jié)果也顯示，志愿者轉(zhuǎn)換至抽吸電子煙后尿液中的煙堿量降低。既往研究也佐證了該結(jié)論，Vansickel 等［29］的研究顯示，吸煙者抽吸卷煙時血清中可替寧的濃度5 min 時達到峰值；而抽吸10 口電子煙，血液中仍檢測不到可替寧；Van Staden 等［30］研究發(fā)現(xiàn)，由抽吸卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙后，抽吸者血清中可替寧的濃度平均降低190.24 ng/mL。

3 結(jié)論

①卷煙和一次性電子煙抽吸者的吸煙行為不同。志愿者由抽吸卷煙轉(zhuǎn)換至電子煙后，平均每口抽吸容量增大，抽吸間隔時間變短，抽吸持續(xù)時間變長或無變化。②由抽吸卷煙轉(zhuǎn)換至一次性電子煙后，志愿者尿液中煙堿總代謝物和可替寧的暴露水平降低。