基于滤嘴标志物分析的常规卷烟、细支卷烟和加热烟草制品有害成分口腔暴露评估体系构建与应用

《Journal of Hazardous Materials》：Construction and Application of a Mouth Level Exposure Assessment System for Harmful Constituents in Cigarette and Heated Tobacco Products

•尼古丁（nicotine）和茄呢醇（solanesol）用作不同烟雾成分的滤嘴标志物（filter marker）。
•滤嘴评估方程（filter assessment equation）在不同烟草制品类型之间不可互换应用（not interchangeable）。
•与常规卷烟（regular cigarettes）相比，细支卷烟（slim cigarettes）的大多数日常暴露量（daily exposures）降低20–50%。
•五种成分的日常暴露在使用加热烟草制品（heated tobacco products）后较常规卷烟降低90%（>90%）以上。

该研究发表于《Journal of Hazardous Materials》，围绕多类型烟草制品有害成分口腔暴露（mouth level exposure, MLE）评估体系的构建与验证展开。

研究背景方面，烟草使用构成全球重大公共卫生问题。卷烟烟雾是烟草不完全燃烧形成的持续演化的复杂化学系统，已鉴定的有害成分包括烟草特异性亚硝胺（tobacco-specific nitrosamines, TSNAs）、多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）、挥发性羰基化合物及芳香胺等，准确评估吸烟者对有害烟雾成分的实际暴露水平是开展健康风险评估与制定循证监管政策的前提。长期以来，暴露评估主要依赖标准化吸烟机测试，但固定抽吸参数（如ISO或HCI方案）无法反映吸烟者抽吸容量、抽吸持续时间、抽吸间隔及烟蒂长度等行为的显著个体差异，使机器生成数据难以真实反映实际吸入剂量。滤嘴基MLE评估通过测定抽吸后滤嘴中保留的标志物（尼古丁与茄呢醇）与有害成分释放量的相关性估算个体暴露，兼具简便、受试者接受度高等优势。然而，随着细支卷烟（slim cigarettes, SCs）和加热烟草制品（heated tobacco products, HTPs）等新型产品涌现，现有框架面临双重挑战：一是丙二醇、甘油等保湿剂及氯丙醇（3-MCPD、2-MCPD）和缩水甘油等产品特异性风险成分缺乏暴露评估方法；二是常规卷烟、细支卷烟与HTP在物理结构、燃烧/加热机制和滤嘴设计上差异根本，一种产品类型开发的滤嘴评估方程能否跨类型应用尚属未知。鉴于此，研究人员旨在构建覆盖常规卷烟、细支卷烟和HTP的多产品MLE评估体系，并量化人群真实暴露差异。

关键技术方法方面，研究人员基于WHO、FDA及PMI权威清单编制28种有害成分清单；选取3种常规卷烟、2种细支卷烟及1款加热烟草制品（COO）为样本；设计6种卷烟与5种HTP抽吸方案（含国际标准、CORESTA方案及中国吸烟者行为方案）；以直线式和转盘式吸烟机抽吸，用部分滤嘴法（10 mm滤嘴段，卷烟）与全滤嘴法（HTP）收集样本，经色谱与质谱技术（GC、GC-MS、HPLC-MS/MS、ICP-MS）定量并线性回归构建滤嘴评估方程；在郑州等六地招募835名志愿者（常规卷烟461名、细支卷烟374名），收集24小时内同一品牌烟蒂（每体≥12个）估算人群口腔暴露（MLE）。

研究结果方面：3.1 常规卷烟分析显示，多种抽吸方案下23种有害成分释放量与滤嘴尼古丁或茄呢醇保留量均呈良好线性关系（优选标志物R²>0.86），且预测性能呈成分特异性——PAHs、苯酚和芳香胺以茄呢醇为最优标志物，挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）和无机化合物以尼古丁更优，尼古丁、一氧化碳和甲醛两者预测能力相当。3.2 细支卷烟同样呈良好线性关系（R²>0.80），规律与常规卷烟一致，应按目标成分选择最优方程。3.3 HTP分析显示，气溶胶中15种成分因低温加热机制未检出；滤嘴尼古丁与多种成分（R²≥0.88）及全部HTP特异性成分（丙二醇、甘油、3-MCPD、2-MCPD、缩水甘油，R²>0.85）呈良好线性关系，茄呢醇相关性弱，尼古丁成为单一主导标志物，研究首次填补了该领域模型空白。3.4 跨产品模型差异分析表明，同类型产品内斜率无显著差异（常规卷烟P=0.6115、细支卷烟P=0.3731），跨类型差异高度显著（常规卷烟对细支卷烟F=33.21，P=0.0002；三类产品间F=84.90，P<0.0001），证实滤嘴评估方程不可跨类型互换，镉、甲苯和1,3-丁二烯为少数例外。3.5 人群应用分析显示，456名常规卷烟与362名细支卷烟使用者、181名转换至HTP的使用者完成研究；细支卷烟使用者大多数有害成分日暴露较常规卷烟低20–50%，尼古丁日暴露由29.5±17.6 mg/day降至22.6±12.1 mg/day（P<0.0001）；HTP使用者日消费量显著更低（11.4±5.4支对16.9±8.6支），因"加热不燃烧"机制，甲醛、丙烯醛、巴豆醛、氰化氢和苯酚日暴露较常规卷烟降低90%以上（降幅93.1%、96.7%、90.1%、99.4%和94.1%）；研究首次报告HTP特异性成分人群暴露：丙二醇20.9±12.7 mg/day、甘油37.7±22.8 mg/day、3-MCPD 93.9±57.0 μg/day、缩水甘油46.3±28.0 μg/day。3.6 局限性方面，五种抽吸方案虽覆盖大多数吸烟者参数，但无法涵盖真实世界抽吸行为全部异质性，MLE估算应在所测方案范围内解读。

讨论与结论方面，研究人员总结认为：应针对目标成分选择相关性更优的滤嘴标志物；滤嘴评估方程在不同产品类型间存在根本差异、不可跨类型应用，跨产品评估必须建立产品特异性方程；研究首次系统建立多类型烟草制品MLE评估体系，量化了真实世界暴露差异，并首次报告HTP特异性成分人群暴露。研究同时指出，暴露降低并不等同于疾病风险成比例降低，其健康效应需长期流行病学与毒理学证据验证，HTP特异性成分的长期安全性有待进一步评估。该研究为构建以人体实际暴露数据为中心的烟草制品风险评估框架提供了关键方法学支持，为应对新型烟草制品挑战与制定循证监管政策提供了科学依据。