電子煙暴露對(duì)牙周健康影響的研究進(jìn)展

沈憶芬 劉超 湯穎 顧永春

蘇州市第九人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室口腔科 蘇州215200

電子煙（electronic cigarette）自2004年在中國問世以來，逐漸在世界各地消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展迅猛，尤其在青少年中趨于流行[1-2]。當(dāng)前，電子煙產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)中心在中國，而需求中心主要在歐美。有調(diào)查[3-4]顯示，目前國內(nèi)多數(shù)煙民對(duì)電子煙有一定的了解，但是對(duì)電子煙使用的意愿并不是很高，其原因可能是國內(nèi)對(duì)傳統(tǒng)香煙的禁煙力度不如歐美國家嚴(yán)厲。然而，中國有約3.12億傳統(tǒng)煙民為基礎(chǔ)（根據(jù)2017年《中國煙草調(diào)查報(bào)告統(tǒng)計(jì)》），隨著禁煙措施的推進(jìn)，預(yù)計(jì)會(huì)有越來越多傳統(tǒng)吸煙者轉(zhuǎn)吸尚未被列入禁煙范圍的電子煙，因此電子煙消費(fèi)正處于高速增長階段。然而，當(dāng)前各國對(duì)于電子煙的生產(chǎn)及銷售環(huán)節(jié)缺乏監(jiān)管，在法律法規(guī)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及準(zhǔn)入門檻上較為寬松[1,5]。由于電子煙是新事物，國內(nèi)外對(duì)電子煙危害性的評(píng)估及研究遠(yuǎn)比傳統(tǒng)香煙缺乏。眾所周知，吸煙是牙周炎發(fā)生、發(fā)展的一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素[6]。

本文將就電子煙暴露對(duì)牙周健康影響的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 電子煙的原理及主要成分

電子煙，又稱電子尼古丁傳送系統(tǒng)（electronic nicotine delivery system，ENDS），是一種新型煙草制品。電子煙通過電加熱并氣霧化方式使由尼古丁、香味物質(zhì)等組成的液體轉(zhuǎn)化為類似于卷煙煙霧的氣溶膠混合物，再將其傳送至吸煙者呼吸系統(tǒng)，使其吸入劑量不等的尼古丁而獲得類似于抽吸傳統(tǒng)卷煙的生理感受[1]。

電子煙煙油主要組成為尼古?。ㄒ话銥槟峁哦←}）、溶劑、香味劑及其他添加劑。煙油中的尼古丁質(zhì)量濃度為0~24 mg·mL-1，是吸煙者獲得吸煙滿足感并產(chǎn)生依賴的關(guān)鍵成分[7]。在尼古丁質(zhì)量濃度一定的情況下，氣溶膠遞送尼古丁的效率會(huì)受電子煙品牌、煙具工作參數(shù)、消費(fèi)者的經(jīng)驗(yàn)和抽吸行為、煙油口味和成分等的影響[8]。電子煙尼古丁質(zhì)量濃度一般低于傳統(tǒng)香煙，但吸煙者往往通過增加每口抽吸持續(xù)時(shí)間，而不是增加抽吸頻率來取得相同的生理效應(yīng)[9]。香味劑構(gòu)成電子煙的不同口味，是吸引消費(fèi)者的一個(gè)關(guān)鍵因素。在美國，為了保護(hù)青少年，政府規(guī)定一些特別吸引青少年口味的電子煙（如水果味）禁止向青少年銷售；但也有消費(fèi)者將大麻油之類的毒品成分加入電子煙進(jìn)行吸食，從而催生了諸多嚴(yán)重的電子煙相關(guān)健康事件[10]。溶劑作為電子煙煙油的主要成分，其主要為植物甘油和/或丙二醇，甘油比丙二醇的沸點(diǎn)低，蒸發(fā)速度高，霧化時(shí)能攜帶、傳送更多尼古丁[11]。電子煙電加熱霧化時(shí)溫度一般小于300 ℃，而不是通過燃燒產(chǎn)生煙霧；而傳統(tǒng)煙草在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)千種已知的和未知的有害物質(zhì)[12]。在商家的宣傳推動(dòng)下，人們普遍認(rèn)為，電子煙不含焦油、一氧化碳等有害物質(zhì)，要比傳統(tǒng)卷煙危害更小，可以作為傳統(tǒng)卷煙的替代品[5]。一些學(xué)者[13-14]的研究發(fā)現(xiàn)：與別的尼古丁替代療法（如戒煙貼、戒煙口香糖）相比較，電子煙可以取得更高的戒煙率，尤其對(duì)于成人吸煙群體。但有證據(jù)[15]表明：越來越多無抽煙史的青少年會(huì)被電子煙引誘，最終成為尼古丁成癮者及傳統(tǒng)卷煙的消費(fèi)者，這將抵消電子煙帶來的好處，引發(fā)新的公共健康問題。

2 電子煙對(duì)全身健康的影響

近年來，關(guān)于電子煙引起嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病的案例時(shí)有報(bào)道。電子煙會(huì)導(dǎo)致支氣管炎、哮喘、肺損傷及心血管系統(tǒng)疾病[16-18]。在電子煙主要消費(fèi)國——美國，根據(jù)其疾病控制和預(yù)防中心（Cen‐ter for Disease Control and Prevention，CDC）的數(shù)據(jù)[19]，截止2020年1月20日，該國已經(jīng)有2 700多例電子煙相關(guān)性肺損傷（electronic-cigarette，or vaping，product use-associated lung injury，EVAIL）病例，共造成60人死亡；不少病例最后出現(xiàn)與當(dāng)下新型冠狀病毒肺炎相似的呼吸困難癥狀，肺部CT檢查有毛玻璃樣變的影像學(xué)特征，病理學(xué)上有急性肺損傷表現(xiàn)。

一些學(xué)者[10]認(rèn)為，EVAIL與在煙油中加四氫大麻酚及調(diào)色的維生素E醋酸酯有關(guān)。電子煙煙油中溶劑成分植物甘油和丙二醇本是安全的食品添加劑，但加熱轉(zhuǎn)化為氣溶膠被吸入肺后，究竟會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生何種遠(yuǎn)期不良影響尚不得而知。電子煙氣溶膠中的化學(xué)物質(zhì)十分復(fù)雜，除了尼古丁，還有各種致癌物質(zhì)（如：甲醛、苯、乙醛、丙烯醛、亞硝胺等）；盡管這些致癌物的含量低于傳統(tǒng)香煙煙霧，但其對(duì)人體的毒性閾值水平尚不明確[2]。此外，電子煙裝置的金屬部件及金屬加熱絲在工作狀態(tài)下會(huì)將重金屬釋放到氣溶膠（如鎳、鎘、鉛等），吸入人體后會(huì)產(chǎn)生哪些不良影響目前尚不清楚[20]。Hwang等[21]發(fā)現(xiàn)：電子煙氣溶膠對(duì)氣道上皮細(xì)胞具有毒性，會(huì)抑制巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞的抗菌功能，改變小鼠氣道的免疫調(diào)控細(xì)胞因子；小鼠肺泡灌洗液及血清炎癥因子水平升高，并促進(jìn)氣道定植細(xì)菌的毒力。

3 電子煙對(duì)牙周疾病影響的臨床研究

以往的研究證明：吸煙可以促進(jìn)唾液的礦化能力以及牙結(jié)石、牙齒煙漬的形成，影響口腔衛(wèi)生，是牙周炎的重要危險(xiǎn)因素[6]。最近，關(guān)于電子煙對(duì)牙周健康作用的臨床研究報(bào)道日漸增多，然而結(jié)論并不一致。

Mokeem等[22]報(bào)道：與電子煙使用者和不吸煙者相比，傳統(tǒng)香煙及水煙使用者的牙周健康臨床指標(biāo)（牙石指數(shù)、牙齦出血指數(shù)、牙周袋深度、臨床附著喪失）、X線影像指標(biāo)（邊緣牙槽骨水平喪失）及炎癥因子指標(biāo)［唾液白細(xì)胞介素1β（in‐terleukin-1β，IL-1β）及IL-6水平］顯著惡化；3個(gè)抽煙組唾液可替寧（尼古丁代謝產(chǎn)物）水平并無顯著性差別，而電子煙使用者與不吸煙者相比，在大多數(shù)牙周健康指標(biāo)上沒有顯著差別，僅發(fā)現(xiàn)電子煙使用者牙石分布更多一些。吸電子煙成為青少年群體的流行文化；Akinkugbe[23]調(diào)查了13 650名年齡為12~17歲的美國青少年，根據(jù)被調(diào)查者提供的信息，3.2%的調(diào)查對(duì)象當(dāng)前（最近30 d）僅使用傳統(tǒng)香煙，1.7%的調(diào)查對(duì)象當(dāng)前僅使用電子煙，1.4%報(bào)告目前同時(shí)吸食香煙和電子煙，而多達(dá)7%的調(diào)查對(duì)象過去曾同時(shí)吸食2種煙草制品。邏輯回歸分析顯示，前3組吸煙模式對(duì)于最近1年內(nèi)牙科疾病（齲齒、牙齦疾病、牙齒色素沉著）發(fā)生的現(xiàn)患比值比（prevalence odds ratio，POR）分別為1.50、1.11及1.72。提示當(dāng)前同時(shí)吸電子煙和傳統(tǒng)香煙的吸煙模式及單獨(dú)吸傳統(tǒng)香煙者對(duì)牙齒健康危害較大；而單獨(dú)吸電子煙則對(duì)牙齒健康危害較少。上述2項(xiàng)研究顯示電子煙對(duì)牙周健康沒有影響或影響輕微。

然而，一些學(xué)者[24-25]的研究結(jié)果顯示，電子煙抽吸者牙周及種植體周圍的炎癥程度顯著高于不吸煙者。Vora等[26]在一項(xiàng)對(duì)吸煙者的調(diào)查研究中，根據(jù)調(diào)查對(duì)象自己提供的牙齦健康數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：不吸煙者的牙周健康均優(yōu)于傳統(tǒng)香煙以及電子煙的吸煙者。Huilgol等[27]橫向調(diào)查了456 343名成年人非創(chuàng)傷原因造成的牙齒缺失情況，其中4 957人（1.1%）每天吸食電子煙。多因素回歸分析顯示：吸電子煙是造成牙齒喪失的獨(dú)立負(fù)向因素，能使牙齒喪失的風(fēng)險(xiǎn)增加78%［比值比（odds ratio，OR）=1.78，P<0.001］。

Tatullo等[28]隨機(jī)招募了350名電子煙吸煙者（他們同時(shí)也是傳統(tǒng)香煙的煙民），要求他們?cè)囼?yàn)期間戒掉傳統(tǒng)香煙的使用，最終有110人進(jìn)入研究最后階段，由吸傳統(tǒng)香煙轉(zhuǎn)為吸電子煙。每名患者縱向觀察120 d，在0、60、120 d各時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行口腔檢查及問卷調(diào)查，結(jié)果顯示：改變吸煙模式后牙周臨床指標(biāo)（菌斑指數(shù)、牙周指數(shù)、齦乳頭出血指數(shù)及其他一些自我評(píng)估指標(biāo)）及整體健康情況均得到顯著改善。與Tatullo等[28]的觀察結(jié)果相反，Wadia等[29]進(jìn)行了小樣本的初期研究（20名吸煙者），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：吸煙者由吸傳統(tǒng)香煙轉(zhuǎn)為吸電子煙2周后，牙齦炎顯著加重，牙齦探診出血及齦溝液流量均增加，這與戒煙階段尼古丁的縮血管作用解除，牙齦出血情況反而加重的現(xiàn)象較為相似；但是由于觀察樣本較小，還有待進(jìn)一步深入的研究?？偟膩碚f，多數(shù)研究顯示電子煙對(duì)牙周健康的損害作用小于傳統(tǒng)香煙，但還是會(huì)有不同程度的負(fù)面影響。

4 電子煙對(duì)牙周組織及細(xì)胞的損傷及相關(guān)機(jī)制

4.1 電子煙成分中尼古丁的作用

尼古丁本身與癌癥無直接因果關(guān)系，但其對(duì)牙周組織的毒性作用已十分明確。尼古丁首先被肝臟中的CYP2A6酶催化，接著被醛氧化酶代謝生成穩(wěn)定的可替寧；唾液、尿或血液中的可替寧水平成為評(píng)價(jià)卷煙煙民或電子煙使用者吸煙量的主要生物標(biāo)志[22]。以往的研究[12]顯示：吸傳統(tǒng)香煙時(shí)，口腔齦溝液的尼古丁質(zhì)量濃度可以達(dá)到血清質(zhì)量濃度的300余倍，高濃度的尼古丁會(huì)抑制牙齦纖維細(xì)胞增殖及對(duì)牙根表面的附著能力，從而降低牙周附著水平。尼古丁還能促進(jìn)破骨細(xì)胞增殖，導(dǎo)致牙槽骨吸收破壞[30]；尼古丁還會(huì)影響炎癥因子分泌及牙齦血管功能，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而改變機(jī)體對(duì)牙周病原體的免疫應(yīng)答[31]。高濃度的尼古丁可以通過各種機(jī)制誘導(dǎo)各類細(xì)胞凋亡。Tinti等[32]報(bào)道：尼古丁對(duì)于人牙齦纖維細(xì)胞（hu‐man gingival fibroblast，HGF）及口腔骨膜成纖維細(xì)胞具有促氧化作用，通過削弱抗氧化指標(biāo)二氫睪酮（dihydrotestosterone，DHT）激活氧化應(yīng)激，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，抑制創(chuàng)傷愈合。對(duì)于間充質(zhì)干細(xì)胞，以往報(bào)道尼古丁能抑制其增殖、成骨分化及細(xì)胞遷移；Yang等[33]報(bào)道：5 μmol·L-1尼古丁可以誘導(dǎo)臍帶間充質(zhì)細(xì)胞凋亡，并抑制細(xì)胞增殖及向軟骨分化；其機(jī)制為尼古丁作用于細(xì)胞表面的煙堿型尼古丁受體α7 nAChR，從而激活鈣離子內(nèi)流。此外，電子煙及香煙中的尼古丁可以使牙齦血管收縮，從而降低牙齦出血指數(shù)；而戒煙階段，牙齦出血反而會(huì)加重，這實(shí)際上會(huì)掩蓋牙周損害的實(shí)際情況[29]。

鑒于上述發(fā)現(xiàn)，可以推斷，含尼古丁型電子煙應(yīng)當(dāng)比不含尼古丁型電子煙對(duì)牙周組織的毒性作用更強(qiáng)。Alanazi等[34]用HGF進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，比較了傳統(tǒng)香煙煙霧與電子煙（含與不含尼古丁2種類型）氣溶膠提取物對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡、遷移的影響；結(jié)果發(fā)現(xiàn)：香煙及含尼古丁電子煙改變細(xì)胞形態(tài)，抑制細(xì)胞增殖；與正常對(duì)照組相比較，3個(gè)暴露組細(xì)胞凋亡均顯著增強(qiáng)；劃痕試驗(yàn)顯示細(xì)胞遷移及劃痕愈合能力均受到抑制。傳統(tǒng)香煙對(duì)細(xì)胞損害最大，含尼古丁電子煙次之，不含尼古丁電子煙對(duì)細(xì)胞危害最小。以往的研究[35]提示：吸煙會(huì)導(dǎo)致種植體失敗率升高。為了研究電子煙對(duì)種植體與骨界面愈合的影響，Rouabhia等[36]將成骨細(xì)胞貼壁培養(yǎng)于鈦合金種植材料片，再將細(xì)胞暴露于上述3種煙草制品（傳統(tǒng)香煙、不含尼古丁及含尼古丁電子煙）的煙霧或氣溶膠中，結(jié)果顯示：3組細(xì)胞的生長均受到抑制；由于細(xì)胞骨架蛋白F-actin、礦化相關(guān)蛋白堿性磷酸酶及細(xì)胞礦化受到抑制，細(xì)胞在鈦種植材料表面的附著及礦化能力均被削弱；凋亡蛋白半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase 3）的表達(dá)也顯著上調(diào)。總的來說，傳統(tǒng)香煙比2種電子煙對(duì)成骨細(xì)胞的損傷更為顯著，而含尼古丁電子煙對(duì)細(xì)胞損傷程度大于不含尼古丁型。

4.2 電子煙中香味劑的作用

電子煙使用者在吸入電子煙氣溶膠時(shí)，氣霧中的微小液滴可以與口腔黏膜直接接觸。Sancilio等[37]比較了含尼古丁及不含尼古丁的2個(gè)型號(hào)電子煙（其余成分均相同）對(duì)HGF的直接作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2種煙油均能通過上調(diào)活性氧（reactive ox‐ygen species，ROS）產(chǎn)物生成誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；因此，其細(xì)胞毒性并非全部來自尼古丁。Sundar等[38]發(fā)現(xiàn)：加香味劑成分的電子煙能促進(jìn)牙周膜纖維細(xì)胞及人牙齦上皮前體富集細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)及炎癥因子釋放；牙齒前體細(xì)胞的再生能力受到炎癥及DNA損傷反應(yīng)的影響而被削弱。Willer‐shausen等[39]研究了不同香味劑（榛子味、酸橙味及薄荷味）電子煙煙油及單獨(dú)的煙油成分（丙二醇及尼古丁）對(duì)牙周膜成纖維細(xì)胞的直接作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在尼古丁質(zhì)量濃度（10 μg·mL-1）相同的情況下，薄荷味電子煙煙油溶液能顯著抑制細(xì)胞增殖及細(xì)胞遷移；提示電子煙香味劑中薄荷醇對(duì)牙周膜細(xì)胞具有明顯的細(xì)胞毒性。Muthumalage等[40]用電子煙常用7種香味劑（雙乙酰、肉桂醛、丙酮、戊二酮、鄰香蘭素、麥芽酚和香豆素）處理2個(gè)單核細(xì)胞株（MM6及U937），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：香味劑以及含香味劑但不含尼古丁的電子煙暴露可以質(zhì)量濃度依賴地抑制細(xì)胞活力，促進(jìn)炎癥因子IL-8以及細(xì)胞ROS產(chǎn)物的水平；將多種香味劑混合可以進(jìn)一步增強(qiáng)細(xì)胞毒性，提高炎癥因子及ROS水平。

5 電子煙對(duì)口腔微生物的影響

牙周炎的主要致病因素是菌斑。以往的研究發(fā)現(xiàn)，吸煙還會(huì)引起健康人及慢性牙周炎患者齦下細(xì)菌譜的變化；健康人齦下一些益生菌會(huì)消失，而牙周炎相關(guān)致病菌會(huì)增加；吸煙的牙周炎患者齦下菌中致密螺旋體類菌種的增加，對(duì)牙周病的發(fā)病起重要作用[41]。為了研究電子煙對(duì)口腔及腸道菌群的作用，Stewart等[42]將研究對(duì)象分為3組（正常對(duì)照組、電子煙組和傳統(tǒng)香煙組），每組10人，通過16sRNA基因測(cè)序的方法檢測(cè)口腔菌群及腸道菌群的豐度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：電子煙對(duì)口腔菌群及腸道菌群無明顯影響，而傳統(tǒng)香煙會(huì)顯著影響口腔及糞便菌群。然而，Stewart等[42]的研究樣本數(shù)較少，對(duì)電子煙的類型未進(jìn)行細(xì)分。Nelson等[43]比較了無香味劑電子煙（包括含及不含尼古丁型煙油）氣溶膠及傳統(tǒng)香煙煙霧對(duì)4株口腔的共生鏈球菌（格氏鏈球菌、中間鏈球菌、輕型鏈球菌和口腔鏈球菌）生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：電子煙無論是否含尼古丁，對(duì)共生鏈球菌生長的影響均較小，而傳統(tǒng)香煙更為顯著地抑制該類細(xì)菌的生長。上述4種共生鏈球菌是最常見的口腔早期定植菌，在口腔軟、硬組織表面口腔生物膜的形成中起關(guān)鍵作用，能促進(jìn)宿主—口腔微生物穩(wěn)態(tài)，生物拮抗齲齒及牙周炎相關(guān)的外來致病微生物；無香味劑電子煙對(duì)上述牙周健康有益菌的毒性比傳統(tǒng)香煙小，這對(duì)牙周健康是個(gè)有利因素。然而，Nel‐son等[43]未對(duì)含香味劑電子煙對(duì)口腔細(xì)菌的影響展開研究，也未研究電子煙對(duì)牙周炎相關(guān)致病菌的影響。

6 總結(jié)

煙草使用是當(dāng)今世界最大的可預(yù)防死因[44]。當(dāng)前的政策杠桿在預(yù)防未吸煙者吸煙方面，比幫助已吸煙者戒煙更為有效；這也是一些國家鼓勵(lì)吸煙者轉(zhuǎn)吸危害性更小的電子煙的背景[45]。Mc‐Neill等[46]在英國公共衛(wèi)生部委托的一項(xiàng)評(píng)估報(bào)告中指出，電子煙與傳統(tǒng)香煙相比對(duì)英國公眾健康的危害減少了95%。然而，電子煙作為新事物出現(xiàn)時(shí)間并不長，其對(duì)健康危害性的評(píng)估及研究尚不充分；而作為一個(gè)具有巨大前景的產(chǎn)業(yè)，電子煙已不僅是個(gè)公共健康問題，還涉及了政治、文化及經(jīng)濟(jì)方面的諸多問題，因而充滿了爭議（盡管某些爭議并非基于科學(xué)證據(jù)）。

現(xiàn)有的證據(jù)表明電子煙并非無害，它對(duì)于牙周健康具有一定的負(fù)面影響，但總的來說，其危害程度比傳統(tǒng)卷煙小。無論是含尼古丁還是不含尼古丁型電子煙，是電子煙煙油直接暴露還是氣溶膠暴露，均可能對(duì)牙周組織及細(xì)胞產(chǎn)生一定程度的損傷；它涉及了一系列病理、生理事件，如：ROS增高與氧化應(yīng)激、DNA受損、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖和干細(xì)胞分化能力受抑制、細(xì)胞遷移和附著能力下降、炎癥激活、組織修復(fù)能力受損等。電子煙中的香味劑、尼古丁以及煙油加熱后的新產(chǎn)物是造成細(xì)胞損傷的重要因素。由于電子煙的生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)缺乏監(jiān)管及標(biāo)準(zhǔn)化，電子煙煙油的成分、煙具的制作材料及工作方式差別較大，加上研究方法上的差別，導(dǎo)致研究結(jié)果有時(shí)并不一致；關(guān)于電子煙對(duì)牙周健康乃至全身健康影響的研究目前仍處于初步階段。電子煙也有其有利的一面，中國作為電子煙的發(fā)源地及制造大國，需要努力創(chuàng)新技術(shù)、改進(jìn)工藝，以最大限度地減少電子煙產(chǎn)品對(duì)健康的危害。這就需要進(jìn)一步全面評(píng)估電子煙對(duì)牙周健康的長、短期影響，尤其需要基于大樣本的隨機(jī)化前瞻性隊(duì)列研究；同時(shí)，進(jìn)一步揭示電子煙暴露對(duì)牙周組織及細(xì)胞、免疫系統(tǒng)及牙周病相關(guān)微生物的作用機(jī)制也將是未來研究的方向。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。