关于电子烟安全性的研究进展

余梦灵，马 林，贾梦珠，王永超，焦凯旋，程生博，赵赛月，贾真真

（郑州轻工业学院食品科学与工程学院，河南郑州 450002）

关于电子烟安全性的研究进展

余梦灵，*马 林，贾梦珠，王永超，焦凯旋，程生博，赵赛月，贾真真

（郑州轻工业学院食品科学与工程学院，河南郑州 450002）

为了给电子烟安全问题的进一步深入研究提供依据和参考，综述近年来国内外研究者在电子烟安全性方面的研究进展。结果表明，目前关于电子烟的研究大多是短期的、规模较小的研究，缺乏长期的跟踪调查和系统的理论指导，且许多研究者的研究结果大相径庭，所以电子烟是否安全目前仍无法下定论，关于电子烟是否安全的问题还需研究人员进行系统的和深入的研究。

电子烟；安全性；传统卷烟

0 引言

电子烟是近年来兴起的一种新型烟草制品，又称电雾化卷烟，电子烟主要由烟杆（包括发光二极管、电池、控制电路、气动开关、雾化器等元器件）和烟弹（包括贮液腔和吸嘴）组成。在烟杆的内部中心线位置有一条气流通道，当抽吸电子烟时，气动感应开关在抽吸的负压作用下触发，通过电磁感应作用使集成控制电路接通，指示灯亮起，在电加热丝加热烟弹中烟油的同时雾化器发出超声波，使贮液腔里的烟油雾化，雾化烟油随着气流进入人体口腔，从而达到模拟抽烟的效果。烟弹中的烟油主要是含尼古丁的丙二醇、甘油或聚乙二醇，为了改善口味辅以各种香精，配制出各种味道，满足不同吸烟者的需求。由于电子烟在模仿真烟上的高相似度，电子烟很快被消费者所接受，2004年电子烟在中国问世，之后逐渐从我国流入欧美和日本等国，并得到了迅猛发展。据估计，2014年全球有460多种品牌的电子烟，在60多个国家有销售，截至2013年全球电子烟销售已经超过30亿美元［1］。

商家在宣传电子烟时往往把它作为一种戒烟产品来宣传，并宣称电子烟是一种无害或危害低于卷烟的戒烟产品，但电子烟是否真的没有危害或危害低于传统卷烟，目前没有定论。迄今为止，国内外均没有系统的电子烟安全性评估资料；同时，电子烟产业属于新兴产业，各国都没有完善的产品相关技术规定，行业内也没有统一的标准，所以市场上的电子烟产品鱼龙混杂，产品品质也令人担忧。目前，电子烟产品的安全性问题受到了各国研究者的关注，但是关于电子烟安全性的研究结果往往不能达成一致，研究者都认为对电子烟的安全性问题值得关注，并且还需要进行更多、更长期的深入试验，否则不能轻易下结论。

电子烟产品的安全性问题，对想戒烟的烟民和未来全球的控烟事业都有一定的意义，本文对近年来国内外研究者在电子烟产品安全性方面的研究进行了总结，拟为研究者进一步深入研究电子烟安全性提供一定的理论依据。

1 丙二醇

丙二醇作为电子烟油溶剂，是电子烟油配方的主要成分，丙二醇和甘油在电子烟液中的比例高达90%。丙二醇虽然是公认的安全食品添加剂，但丙二醇被吸入肺部后，未必会像食用一样安全［2］，长期、反复吸入丙二醇会对人体产生哪些不良影响目前尚不清楚。2012年希腊雅典大学的一项研究确实表明，不论呼吸系统功能是否正常、是否吸烟，在使用电子烟后，被试验者都会出现呼吸阻力增加的情况，因此推断出电子香烟仍可能对抽烟者肺部造成伤害；同时，欧洲呼吸学会申明“不主张使用这样的产品”。

2 尼古丁

Cameron等人［3］指出，市面上的电子烟油产品在标注尼古丁含量时会采用“高、中、低”3个质量浓度等级进行标注区分，但这种等级划分在行业内并没有统一的标准，从而导致电子烟液中的尼古丁含量完全取决于制造商，所以拟定生产质量规范非常重要。而包括Cheah和Cameron在内的几位研究者确实都发现不同品牌电子烟的尼古丁含量差别较大［3-6］，如Cameron等人［3］研究发现，根据购买地的不同，标注含有高质量浓度尼古丁的电子烟油尼古丁含量可以在12.3～22.2 mg/mL变化。Goniewicz等人［5］检测了20个不同的电子烟油样品，发现15口的抽吸量中含有的尼古丁含量可以在0.5～15.4 mg变化。

Cheah、Etter等人［4，7］也发现，有些产品的实际烟碱与产品标注不符。Christoph和Hadwiger等人［8-10］的研究还发现，有些宣称不含尼古丁的电子烟油配方中有尼古丁的存在，如Christoph检测了28个不同的烟油样品，有10个明确标注了是不含尼古丁的烟油样品，但其中7个含有0.1～15.0 μg/mL尼古丁；其余18个样品的商品说明中没有关于尼古丁的信息，因此也被认为是不含尼古丁的烟油样品，但是有16个样品中含有0.1～324.0 μg/mL的尼古丁。

Czogala等人［11］研究了烟碱在电子烟气中的迁移率，发现电子烟气中的烟碱浓度显著低于烟液中的含量。Goniewicz等人［12］分别研究了不同尼古丁质量浓度的电子烟烟气释放在密闭空间中以后，窗户、墙壁、地板、木材和金属表面尼古丁的沉积量，结果发现电子烟气的释放能够引起这些物体表面尼古丁沉积量的增加，他们认为这个试验反映出抽吸电子烟可能会将人间接暴露于尼古丁中的风险。

3 有毒物质含量研究

3.1 粒相物

段沅杏等人［13］按照ISO的抽吸模式，分别对10个品牌的传统卷烟和电子烟进行测试，发现相同的抽吸条件下，传统卷烟气溶胶的颗粒、单位体积数浓度都比电子烟大；在不同抽吸口数下，传统卷烟气溶胶粒径每口之间差异很大，而电子烟气溶胶粒径每口之间分布比较均匀。

国外研究者在研究电子烟气和传统卷烟的气溶胶中微粒大小区别时，得出了不同的结论，有一些研究认为电子烟气和传统卷烟的气溶胶微粒大小相似［14-16］，也有研究发现电子烟气溶胶中的微粒大小比传统卷烟烟气大得多［17］。Ingebrethsen等人［15］通过光谱传输监测了未稀释的电子烟油，利用电流动分析仪分析了高度稀释的电子烟油，采用2种方法分析电子烟气气溶胶的粒径分布发现，基于光谱传送装置得出的气溶胶呼吸道沉积测量结果，比基于气溶胶动力学机制的高稀释电迁移方法更加准确。Schripp等人［18］研究发现电子烟气中的气溶胶微粒经过人的肺部后，会变成更小的微粒被呼出来，所以他们认为电子烟气是一种挥发性有机化合物以及超细微粒的来源，在室内环境中同样能够使人“被动吸入蒸汽”，但他们也认为抽吸电子烟给室内环境中微粒含量带来的变化并不显著。

关于电子烟气中的粒相物浓度，Fuoco［14］和Ingebrethsen［15］的研究表明电子烟气中的粒相物浓度和卷烟烟气相似；而Czogala和Mcauley等人［19-21］的研究则证实电子烟气气中的粒相物浓度远小于卷烟烟气，有数量级的差距，Mcauley［19］认为这种差距来源于卷烟有燃烧过程，而电子烟没有。Ruprecht等人［22］的研究发现，当电子烟油中不含有尼古丁时，较含有尼古丁时的烟气粒相物浓度明显增加，且无论是否含有尼古丁，电子烟气的粒相物水平均较卷烟烟气更低。

3.2 细胞毒性

Vasundhra等人［23］研究表明，一些电子烟产品对人类胚胎和小鼠神经干细胞有很高的细胞毒性，而细胞毒性来自于一些香味成分，肉桂就具有强大的细胞毒性效应。Giorgio等人［24］则研究表明，电子烟液中含有的锡颗粒会对人肺成纤维细胞产生细胞毒性。而Giorgio等人［25］的研究结果较为乐观，他们在21个电子烟液产品中只发现有1个产品对小鼠肺成纤维细胞有细胞毒性，并且认为相对于卷烟的细胞毒性要明显降低。

3.3 重金属

Monique等人［24］发现电子烟气中主要含有锡、银、镍和铝等重金属，锡、铬和镍是以纳米微粒存在，其中电子烟气中铅和铬的含量与卷烟烟气相当，镍含量则高于卷烟烟气的100倍以上。Goniewicz等人［26］的研究发现镉、镍和铅在检测的12个品牌电子烟中均有发现，但有毒重金属的含量并不高，与尼古丁替代疗法相似。Michael等人［10］则研究发现电子烟液中的重金属含量低于检测限。

3.4 烟草特有亚硝胺

Goniewicz等人［26］检测了12个品牌电子烟样品中烟草特有亚硝胺NNN和NNK的含量，发现某些电子烟的烟气中含有NNN，某些则含有NNK，其烟气中NNN和NNK含量分别比卷烟烟气低380倍和40倍，他们认为相对于卷烟，电子烟可能大幅度减小了烟草特有亚硝胺的暴露量。Mcauley［20］的研究也表明，电子烟气中的TSNAs浓度较卷烟烟气更低。Cheah［4］，Etter［7］，Schober［6］和Bertholon［27］等人的研究也表明，在电子烟液中只检测到无毒或微弱毒性的TSNAs浓度。

而Kim等人［28］的研究结果则显得不够乐观，他们利用液-液萃取或液-固萃取的方法，采用液相色谱-串联质谱仪器检测了从韩国超市购买11个公司生产的105个电子烟液样品中的各类烟草亚硝胺含量，发现几乎检测的所有电子烟液样品中均能检测到各类TSNAs，并且电子烟液中检测到的TSNAs最大含量为86.92 μg/L，比卷烟公司公布的数据高出10倍。

3.5 羰基化合物

由于暴露在含羰基化合物的蒸汽中，引起的口腔和喉咙发炎是最常报道的使用电子烟所引发的不良事件［29］。Goniewicz、Kosmider等人［26，30］首先检测了12个不同品牌电子烟气中的羰基化合物，发现几乎在所有电子烟样品中都有甲苯、甲醛、乙醛和丙烯醛这24种羰基化合物，其中甲醛、乙醛和丙烯醛是3种已经确定的对人体有毒性、刺激性的化合物。但这24种羰基化合物在电子烟气中的含量比卷烟烟气要低9倍～450倍。然后他们对第二代的低电压电子烟产品进行了研究，发现检测的13个样品中有9个检测出甲醛和乙醛，其浓度较传统卷烟低13倍～807倍；相较于第一代电子烟，电子烟烟气中的有毒物质只有一个小幅度的减小。他们还研究了电子烟的电池电压，以及不同电子烟液溶剂对烟气中羰基化合浓度的影响，发现电压在3.2～4.8 V的变化过程中，甲醛、乙醛、丙酮的浓度水平增加了4倍～200倍，同时溶剂也能对烟气中羰基化合物浓度有显著影响，其中以纯丙二醇为溶剂的电子烟油烟气中羰基化合物的含量最高［30］。Mcauley T R等人［20］分别检测了电子烟气中的挥发性有机化合物、羰基化合物、多环芳烃、尼古丁、TSNAs和醇类，研究发现除了丙酮、甲醛和乙醛外，其余羰基化合物在蒸汽中的浓度都很低。Schripp等人［18］的研究发现，电子烟气中的甲醛浓度低于检测限。甲醛在电子烟液雾化的过程中能够与丙二醇和甘油反应生成半缩醛，这些半缩醛物质在工业上被当做可以释放甲醛的工业杀虫剂。R Paul J等人［31］检测了电子烟气中含有甲醛的半缩醛物质，结果表明假设将吸入这些半缩醛物质所带来的健康风险与吸入同等单位的甲醛对等，那么长期吸食电子烟带来的健康风险能够达到吸食卷烟的5倍～10倍。

关于挥发性有机物的研究。Czogala等人［19］的调查研究发现，几乎所有电子烟样品的电子烟气中都含有甲苯；Goniewicz等人［26］发现，几乎所有样品烟气中都有对间二甲苯；Mcauley等人［20］的研究结果显示，挥发性有机物的浓度低于检测限。

3.6 多环芳烃

根据Cheah等人［4］以及Mcauley等人［20］的研究结果显示，在电子烟液中没有发现多环芳烃或多环芳烃含量低于检测限或者只是痕量。但是Schober等人［6］的室内研究表明，抽吸电子烟过后室内空气中可能致癌的多环芳烃含量增加了20%。

4 其他研究

Park等人［32］通过将有突变风险的人体支气管细胞暴露于电子烟气中发现，暴露于高尼古丁浓度电子烟液烟气中的细胞有与暴露于卷烟烟气中的细胞相似的突变模式。Cervellati等人［33］发现，暴露于电子烟气中会减少细胞中的细胞因子和炎症介质。但Etter等人［34］的问卷调查和电子烟使用者唾液中可替宁含量分析结果表明，电子烟使用者的可替宁浓度和文献报道的吸烟者浓度一致，高于烟碱替代疗法使用者。其原因可能是，参与试验的消费者电子烟使用强度大、使用时间长，与以前文献报道的参与者为刚开始抽吸电子烟的吸烟者明显不同。Etter等人［34］还在电子烟液样品杂质含量的研究中发现，有50%的电子烟液样品中的杂质含量都达到了欧洲药典规定的5倍。

Hadwiger等人［35］在宣称含有他达拉非的电子烟液中发现了氨基他达拉非，在声明含有利莫那班的电子烟液中发现了含有氧化杂质的利莫那班。Monique等人［24］在电子烟气中发现了硅酸盐珠。Staden等人［36］考察了5名吸烟者抽吸电子烟2周后动脉、静脉中CO-Hb和可替宁的变化，结果表明改抽电子烟后，志愿者动脉、静脉中CO-Hb及血清中的可替宁浓度都有所降低，血氧饱和度增加，而且志愿者觉得胃口、味觉、口气、咳嗽也有好转，有77%的人认为，电子烟是一种可接受的烟草制品。Vansicke L等人［37］发现，消费者使用电子烟后，心率、血清中可替宁、呼出CO无明显变化，而吸烟者抽吸卷烟后，这些指标会迅速增加，且使用的电子烟尽管无烟碱递送，却可以抑制吸烟者的一些烟草戒断症状，相比于加热型卷烟，消费者对电子烟的接受度更高；Flouris等人［38］比较了主动吸烟者、电子烟使用者、被动吸烟者、被动电子烟使用者血细胞数目变化，结果表明主动吸烟和被动吸烟都会引起白细胞、淋巴细胞和粒细胞数目增多，而主动、被动使用电子烟，对这些血细胞数目没有影响，说明电子烟的使用对吸烟者没有负面影响。

5 展望

总的来说，目前电子烟存在亟待解决的安全性问题，大量吸入丙二醇是否对人体有不良影响的问题，电子烟产品烟碱含量差别较大、缺乏统一标准的问题，以及电子烟烟气中有毒物质的含量问题；与卷烟烟气对比，有些研究者研究发现电子烟气中的有毒物质含量低于检测限，也有研究者发现远高于卷烟，无论是粒相物、烟特有亚硝胺还是羰基化合物等有毒物质，其检测结果均有研究者得出相反的结论。此外，电子烟油还存在含违禁药品及其他过量杂质等问题。

大量研究人员的研究结果不能达成一致，反映出目前市面上的电子烟产品由于缺乏统一标准，优劣掺杂，也反映出电子烟研究缺乏可靠、统一的研究方法，所以根据目前的研究结果，还不能下结论说电子烟安全或是不安全［39］。但是基于电子烟消费群体的飞速发展，电子烟的安全性问题亟需展开系统的和长期的研究，以得出可靠的结论，电子烟行业也迫切需要政府及有关部门的统一监管。

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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

余梦灵（1993— ），女，硕士，研究方向为电子烟液配方研究。

*通讯作者：马 林（1964— ），男，博士，教授，研究方向为烟草工业生物技术和卷烟工艺。