电子烟呼吸系统毒性作用及空气净化器的干预效果研究

作者：魏胜男; 刘聪; 李彬; 杨帆; 黄楠楠; 李晓波^*; 陈瑞

来源：中华预防医学杂志, 2023, 57(12): 2171-2180.

DOI：10.3760/cma.j.cn112150-20230223-00150

• 电子烟
• 肺损伤
• 氧化应激
• 线粒体
• 干预与控制

评价电子烟暴露对呼吸系统毒性作用以及空气净化器的干预效果。于2022年1至12月东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室开展经呼吸道染毒电子烟的随机对照实验研究。采用随机数字表法, 利用8周龄雄性C57BL/6JGpt小鼠建立不同周期(0 d、3 d、7 d或14 d)的电子烟暴露模型以及清洁空气对照组。采用普通加热电子烟(200 ℃)和高温加热电子烟(280 ℃)对小鼠进行暴露。提取对照组和电子烟暴露组小鼠的肺总RNA进行转录组测序分析。利用流式细胞术检测活性氧(reactive oxygen species, ROS)、线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, MMP)。酶标仪检测总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、超氧化物(superoxide, O2-)水平。实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)检测基因表达。利用过滤型净化器和负离子净化器干预电子烟暴露。数据以(xˉ±s)表示, 采用单因素方差分析或双因素方差分析对多组之间的差异进行比较。结果显示, RNA测序分析表明电子烟暴露诱导的差异表达基因显著富集在氧化应激(Fold enrichment=3.18)和线粒体氧化磷酸化(oxidative phosphorylation, OXPHOS)(Fold enrichment=5.74)通路。两种加热电子烟暴露均导致小鼠肺部肺泡炎评分显著升高(F=10.8, P<0.001), 内源性ROS水平显著增加(F=16.8, P<0.001), MMP水平明显下降(F=13.6, P<0.01)以及线粒体复合物I的编码基因的表达紊乱。与普通加热电子烟相比, 高温加热电子烟的毒性作用更强(F=2.9, P<0.05)。在缓解电子烟急性暴露导致的肺泡炎症方面, 过滤型净化器的干预效果优于负离子净化器(F=7.4, P<0.01)。空气净化器可部分缓解肺部氧化应激和线粒体功能障碍。综上, 本研究提示电子烟的使用存在潜在的健康风险。空气净化器可部分逆转线粒体功能紊乱, 但不能完全阻断电子烟的毒性作用, 有效的干预措施仍有待研究。

• 单位
  公共卫生学院; 首都医科大学; 东南大学