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为探究大麻及电子烟等对肺健康影响,美国加利福尼亚大学戴维斯分校研究人员分析 254 人 EBC。发现烟草使用者 oxylipins 上调,大麻使用者更接近非使用者。该研究为评估产品危害、制定政策提供依据,值得一读。
在当今社会,烟草和大麻的使用情况越来越受到人们的关注,它们对健康的影响成为了公共卫生领域的重要研究课题。传统香烟燃烧时会产生大量有害物质,比如每吸一口烟,就会产生大约
个活性氧物种(ROS,它能破坏气道细胞膜,引发一系列炎症反应),还含有 83 种像苯和丙烯醛这样的致癌挥发性有机化合物(VOCs)。而大麻燃烧时,同样会向气道中引入 ROS,引发炎症。但由于大麻中含有能调节免疫功能、减轻炎症的大麻素,所以吸入大麻产品对健康,尤其是对肺部免疫系统的影响,还存在很多未知。
与此同时,电子烟等新型尼古丁输送设备出现了,它们被宣传为比传统香烟更安全的替代品。可事实真的如此吗?研究发现,电子烟液同样会刺激产生促炎细胞因子,在小鼠模型中,电子烟对肺功能的负面影响程度和传统香烟类似,而且电子烟液里还含有铅等重金属以及像苯这样的有毒 VOCs,尽管其浓度有时比香烟烟雾中的低很多。
随着大麻在美国的合法化,其消费量不断增加,电子烟的使用也持续上升,尤其是在年轻人群体中。然而,目前关于大麻和电子烟对肺部健康影响的大规模人体流行病学研究却很少。而且,以往研究气道炎症的方法大多具有侵入性,比如抽血、支气管活检或支气管肺泡灌洗等。有没有一种更简单、无创的方法来评估气道健康呢?这就是科学家们面临的问题,也是开展这项研究的重要原因。
为了揭开这些谜团,美国加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员在《BMC Pulmonary Medicine》期刊上发表了一篇名为 “Differential effects of tobacco and cannabis products on the exhaled breath metabolome” 的论文。他们通过研究发现,使用烟草产品的人,体内的炎症性氧脂(oxylipins,一类与炎症和氧化应激相关的物质)显著上调;而大麻使用者的氧脂水平更接近非使用者,甚至常常出现下调的情况。在对呼吸代谢物的非靶向筛查中,香烟、尼古丁电子烟和其他烟草产品的使用者具有相似的代谢物谱,大麻使用者的代谢物谱则更接近非使用者。这项研究对于了解不同产品对肺部健康的影响,制定相关公共卫生政策有着重要意义。
在这项研究中,研究人员主要用到了以下几个关键技术方法:
人群分类与样本收集 :招募了 254 名参与者,根据他们在过去 30 天内对烟草、大麻产品的使用情况进行分类,分为 8 个不同的用户组和非用户组。收集参与者的呼出气体冷凝物(EBC,一种含有多种代谢物的呼出气溶胶液滴)样本。
样本处理与分析 :对收集到的 EBC 样本进行处理,添加抗氧化剂溶液和内标。然后采用液相色谱 - 质谱联用(LC - MS)技术,同时进行靶向和非靶向分析,检测其中的代谢物。
数据处理与分析 :运用化学计量学方法,如偏最小二乘法判别分析(PLS - DA)和主成分分析(PCA)等,对检测到的数据进行处理和分析,找出不同用户组和非用户组之间代谢物的差异。
下面我们来详细看看研究结果:
研究人群 :研究对象涵盖了非使用者、烟草和大麻产品使用者以及电子设备使用者,年龄在 18 - 87 岁之间,平均年龄 28.6 ± 12.3 岁。参与者来自不同的种族和民族,如亚洲人(30.7%)、拉丁裔 / 西班牙裔(20.5%)等。在使用频率方面,大麻吸烟者使用频率最高,平均 30 天内有 14 天使用;香烟使用者平均 30 天内吸 7.8 支烟;尼古丁电子烟使用者平均 30 天内有 11.6 天使用;24.8% 的参与者在过去一个月内使用过 THC 或 CBD 电子烟。而且,共用品使用的情况比较常见。
靶向分析炎症标志物 :研究人员针对 55 种与炎症和氧化应激相关的氧脂进行研究,其中 23 种被检测到并定量。通过构建 PLS - DA 模型发现,基于氧脂区分使用者和非使用者的模型具有中等能力,THC/CBD 电子烟使用者和烟草吸烟者的模型准确率最高。总体上,尼古丁产品使用者的氧脂上调数量和程度都比大麻使用者多,烟草吸烟者的氧脂上调最为明显。而大麻使用者中下调的氧脂更多。比如,13,14dh - 15k - PGF1a 在除含烟草燃烧的用户组外都显著下调,在烟草燃烧相关组中则上调。
非靶向代谢组学分析 :采用非靶向代谢组学方法检测到 894 个变量。通过 PCA 和层次聚类分析(HCA)发现,非使用者与任何类型的使用者代谢物谱不同,大麻 / THC 使用者与烟草使用者的呼吸代谢物谱也有区别。PLS - DA 模型显示,非靶向分析区分使用者和非使用者的准确率略高于靶向氧脂分析。在所有测量的代谢物中,403 种代谢物与非使用者相比有显著差异,燃烧产品使用者呼吸中的代谢物丰度较高,电子设备使用者较低。
从研究结论和讨论部分来看,这项研究有着重要意义。通过对呼出气体冷凝物的分析,发现烟草和大麻产品对人体代谢组有不同影响,这表明 EBC 分析有望成为一种无创监测肺部健康的工具。它可以作为不同物质暴露的指标,帮助在慢性疾病早期进行监测。不过,研究也存在一些局限性,比如研究人群偏向年轻群体,样本的人口统计学特征存在偏差,而且依赖自我报告的数据可能存在回忆或社会期望偏差,这限制了研究结果对一般人群的适用性。但无论如何,这项研究为后续进一步研究烟草和大麻产品对肺部健康的影响奠定了基础,也为公共卫生政策的制定提供了有价值的参考,提醒人们要关注不同消费方式带来的健康风险,未来还需要更多更深入的研究来全面评估这些产品对健康的影响。