电子烟又称电子尼古丁传送系统,是近年来快速发展流行的一种新型烟草制品,通过加热雾化装置将电子烟液加热雾化成气溶胶而被人体吸入,其危害程度目前尚无定论,而且有报道截止2019年9月全美至少有193例与电子烟有关的病例,部分病例病情较严重,美国医学会(AMA)及美国疾病控制与预防中心(CDC)已明确建议美国人停止使用电子烟[1]。国内目前并无针对电子烟尤其是电子烟液成份的统一标准及技术规范,因此电子烟的安全问题并不能得到保证[1]。本文梳理了9例青少年集体吸入电子烟后出现的中毒症状、体征及异常实验室检查结果(医院伦理委员会审核编号:2021-SR-037,患者均已签署知情同意书),现报道如下。
1 病例资料9例患者,均为男性,年龄15~16岁,在校学生,集体吸入同一支某品牌电子烟后出现不适症状1 h由老师陪同送入急诊。9例患者主要症状为头晕、烦躁、心慌、呕吐,其中出现头晕7例,烦躁4例,心慌2例,呕吐2例。
患者生命体征测量血压(BP)增高4例,心率(HR)增快4例,体温(T)均正常,呼吸频率(R)大于或等于20次/min者4例(见表 1)。
病例序号 | BP(mmHg) | HR (次/min) |
T (℃) |
R (次/min) |
SpO2 (%) |
1 | 153/75 | 78 | 36.7 | 20 | 98 |
2 | 126/73 | 78 | 36.7 | 20 | 99 |
3 | 136/70 | 100 | 36.7 | 19 | 100 |
4 | 152/80 | 123 | 36.7 | 19 | 100 |
5 | 116/50 | 97 | 36.7 | 21 | 100 |
6 | 128/77 | 70 | 36.1 | 19 | 100 |
7 | 154/86 | 116 | 36.7 | 20 | 100 |
8 | 141/85 | 102 | 36.5 | 19 | 99 |
9 | 135/73 | 82 | 36.6 | 19 | 98 |
9例患者中7例抽血行血常规、生化、凝血常规检验,2例症状轻微者拒绝抽血检验。7例抽血检验者中部分结果出现异常,其中血常规检验白细胞(WBC)增高3例,中性粒细胞绝对值(NEUT)增高2例,单核细胞绝对值(MONO)增高2例,淋巴细胞绝对值(LYMPH)增高3例;凝血检验凝血酶原时间(PT)增高3例,国际标准化比值(INR)增高6例,凝血酶原活动度(PTA)降低3例;生化检验肌酸激酶(CK)增高2例,钾(K)降低1例,钠(NA)降低5例,尿酸(UA)增高2例(见表 2)。
检验项目 | 患者1 | 患者2 | 患者3 | 患者4 | 患者5 | 患者6 | 患者7 | 参考范围 |
WBC(×109/L-1) | 11.99 | 12.81 | 6.81 | 9.1 | 10.34 | 4.96 | 5.34 | 3.5~9.5 |
NEUT(×109/L-1) | 5.41 | 7.67 | 3.52 | 5.34 | 7.72 | 3.67 | 3.27 | 1.8~6.3 |
MONO(×109/L-1) | 0.72 | 0.7 | 0.42 | 0.77 | 0.45 | 0.3 | 0.34 | 0.1~0.6 |
LYMPH(×109/L-1) | 5.48 | 4.15 | 2.78 | 2.92 | 2.13 | 0.96 | 1.64 | 1.1~3.2 |
PT(s) | 12.8 | 13.1 | 12.3 | 11.2 | 13.5 | 11.9 | 12.1 | 9.4~12.5 |
INR | 1.25 | 1.28 | 1.21 | 1.1 | 1.32 | 1.17 | 1.19 | 0.85~1.15 |
PTA(%) | 72 | 70 | 76 | 87 | 67 | 80 | 78 | 75~120 |
CK(U/L) | 216 | 141 | 152 | 181 | 104 | 100 | 152 | 30~135 |
K(mmol/L) | 3.48 | 3.77 | 3.96 | 3.82 | 4.06 | 3.51 | 3.69 | 3.5~5.1 |
NA(mmol/L) | 134.6 | 136.4 | 135.2 | 137.6 | 140.8 | 136.5 | 135.8 | 137~145 |
UA(mmol/L) | 516 | 412 | 418 | 604 | 451 | 325 | 436 | 149~369 |
9例患者入急诊后主要对症治疗,适当补液,留院观察,6 h后症状全部好转,无任何不适症状,感觉与平素无异,生命体征全部正常。
3 讨论电子烟自2004年进入市场销售逐渐在全球范围流行,青少年的使用率也是快速增长[1],国内对电子烟使用情况调查数据相对较少,2013年有学者对广西中学生电子烟调查显示中学生中电子烟使用率为2.85%[2], 2014年中国疾病预防控制中心调查报告显示全国初中生电子烟使用率为1.2%[3],而欧美国家电子烟在青少年中的使用率也是逐年上升,2014年美国青少年中电子烟的使用率为19.9%[4],2015年芬兰青少年中电子烟的使用率高达25%[5],2017年英国青少年中电子烟的使用也达到11%[6]。
本文报道的9例少年均为某学校同一班级的住宿学生,年龄15~16岁,其中一人从校外购得电子烟,夜间于宿舍内自行吸入使用外,同时与其他同学分享使用,其中有主动要求尝试的,有初次出于好奇尝试吸入的,集体吸入后均出现不同程度的中毒症状。
电子烟通过加热雾化装置将烟液雾化成气溶胶后被呼吸系统吸入人体。而既往针对电子烟风险的研究大多是针对烟液及雾化后气溶胶毒性成分的分析,大多电子烟烟液的主要成分为尼古丁、丙二醇、甘油以及各种香料添加剂。尼古丁俗称烟碱,为电子烟烟液中关键的化合物,也是致人成瘾的主要成份,甘油和丙二醇为烟液的常用溶剂,占烟液成份的90%,因此在气溶胶中的比例也最大,常规状态下甘油和丙二醇对人体是安全的,但是如果经过加热达到特定的温度后会产生醛酮类化合物,低分子醛类化合物是一类对呼吸系统有强烈刺激作用的有害物质,特别是甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、邻甲基苯甲醛、丙醛,甲醛、乙醛分别被IARC列为1类、2B类致癌物,2, 3- 丁二酮加热后吸入肺部,可能沉积在肺气管中而导致阻塞,加重呼吸道炎症,严重时可形成“爆米花肺”[7]。加热雾化后产生的气溶胶中的成份较多,起主要作用的成份为尼古丁。有研究显示气溶胶中尼古丁的含量不仅与烟液中尼古丁含量相关,同时与电子烟的加热雾化装置功率规格及递送效率有关,因此即使同样规格的烟液经不同电子烟产生的气溶胶中尼古丁含量也不同[8],市面上售卖的电子烟种类繁多,国内目前并无相关的技术规范标准出台,这也必然导致不同产品所产生的气溶胶中的尼古丁含量安全范围不可控,而且有研究显示多数烟液中尼古丁实际含量与包装标准不符合[9]。作为烟液溶剂的主要成份,气溶胶中丙二醇、甘油或两者的混合物含量比例最高,有研究显示其在产生的气溶胶中的比例与它们在烟液中的占比基本一致[10]。此外在气溶胶中还存在多种次级生物碱及甲醛、乙醛、丙烯醛、乙二醛、甲基乙二醛等羰基化合物,次级生物碱是尼古丁的降解产物[11],而羰基化合物可能为丙三醇和丙二醇接触到雾化器中加热的镍线圈从而氧化生成[12]。另外在电子烟气溶胶中还有检测出甲苯、二甲苯、多环芳烃、酚类及锡、银、铁、镍、铝、镉、铅等金属元素[13]。由此可见不同的电子烟产品所产生的气溶胶中的成份种类及含量均不相同,本文所报道病例中的电子烟未见产品包装及成份说明书,根据产品标识亦未能查找到相关成份说明,所以导致集体出现中毒症状的成份并未明确,这也说明目前国内对电子烟并无相关规范标准以及监管措施不足。
随着电子烟在全球的流行,电子烟相关的危害报道也逐渐增多,而电子烟对人体的危害不仅仅局限在呼吸系统,也有对心血管、免疫、血液等系统危害的报道,此外还有过敏反应、急性中毒及电子烟爆炸产生的相关外伤的报道[14]。电子烟对呼吸系统的损伤最常见,已报道的病例多为以前健康的青少年或年轻人,大多病例损伤远端气道或肺实质,主要为炎症反应,可能与吸入气溶胶相关,表现为各种类型的肺炎,且常并发ARDS[15]。电子烟对循环系统的危害也十分常见,电子烟气溶胶中的尼古丁是所有电子烟中都有的成份,也是烟草产品中的致人成瘾的主要成分,茄科植物中的一种生物碱,进入人体后会经血液循环到达全身,并能够透过血脑屏障到达脑组织,进入人体的尼古丁主要作用于尼古丁乙酰胆碱受体产生血流动力学作用,导致心率的变化、心肌收缩力及血压的升高。此外尼古丁可促进血管内皮产生血管活性物质,这些物质作用于血管平滑肌细胞(VSMC),诱导血管收缩或血管舒张。尼古丁已被证明可上调血管收缩素1(ET-1)的产生或释放,并抑制血管扩张剂一氧化氮(NO)和前列环素(PGI 2)的产生。在VSMC中,尼古丁通过增强其对去甲肾上腺素(NE)的反应,上调ET-1受体的表达和(或)抑制ATP敏感性来促进VSMC收缩[16]。本文报道的9例患者吸入使用电子烟后主要出现神经系统、心血管系统及血液系统的表现,多为头晕、烦躁、心慌、呕吐,其中血压增高和心率增快各4例,呼吸频率均在每分钟19次以上,实验室检查2例症状较重者共同表现为白细胞、单核细胞、淋巴细胞、PT、INR、PTA及血钠轻度异常,值得重视的是7例抽血检验患者中6例INR轻度增高,5例血钠轻度降低。此9例病例是同一支电子烟轮流分享吸入,人均吸入时间及剂量并不多,但在吸入后短时间内均出现相关临床症状或实验室检验异常,说明电子烟的吸入对人体是有害的,即使少量吸入,也会产生相应的临床损害症状。但是,导致本文中9例患者出现不同程度损害状况的根本原因仍然是未知的,具体是由何种成份通过何种机制导致的损害,需要进一步研究加以明确。
电子烟对人体的危害绝不仅仅是呼吸及循环系统方面,电子烟气溶胶成份的多样性及不确定性注定了其对人体危害的复杂性,而目前相关的研究仍远远不够。通过本文报道的9例患者可见短时间、低剂量吸入使用电子烟即可出现相关的临床损害症状以及实验室检验的异常。此外由于电子烟的制造生产缺乏统一的国家规范标准,这也给相关的进一步研究带来一定的挑战,希望国家相关部门尽快出台国家级的电子烟规范标准并加强对生产及售卖企业的监管力度。另外对于青少年的吸烟状况需要给予更多的关注,家庭、学校、社会均需要做好引导及监督,加强吸烟危害知识的普及。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 申前进直接参与项目主体设计、数据分析、文章撰写等;孙宝迪、季青峰病例收集、数据整理;邵旦兵对文章相关内容进行审阅,提供技术指导及质量控制
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