2. 北京汇智泰康医药技术有限公司;
3. 新探健康发展研究中心
烟草烟雾中含有7 000多种化学成分，其中已知致癌物有69种，包括多环芳烃类、烟草特有亚硝胺类、芳香胺类、醛类、挥发性有机物以及重金属元素等。吸烟的健康危害已被广泛研究和报道，我国卫生部门多年来一直在加强控烟宣传并提供各种戒烟措施，整体吸烟情况有所好转。但我国是一个吸烟大国，以北京市为例，2016年北京市爱国卫生运动委员会发布的北京吸烟现状调查显示，北京市成人吸烟率为22.3%，按北京市第六次人口普查数据推算全市吸烟者达到399万[1]，因此控烟形式仍不容乐观。
我国烟草标准《卷烟第5部分主流烟气》(GB 5606.5-2005)[2]中，将烟盒上标注焦油量≤10 mg/支的国产卷烟定为低焦油含量卷烟。近年来，为了达到“降焦减害”目的，烟草企业以生产低焦油卷烟为主，在烟支过滤嘴侧面设置通风孔，以稀释主流烟雾降低所测得的焦油浓度，并在烟盒上进行标注[3]。但是在实际抽烟过程中，由于吸烟者没有意识到在过滤嘴上有通风孔，会有意无意的用嘴唇或手指堵住通风孔，使它们不能真正起到稀释主流烟雾的作用。而且因为吸烟习惯的改变，抽吸低焦油卷烟时的抽吸频率和抽吸量更大，形成了“补偿式”抽吸[3-5]。本研究对正确认识在抽吸低焦油含量卷烟时吸烟者对通风孔进行不同程度封堵的情况下有害成分吸入量的差异，具有实际意义。
1 材料与方法 1.1 卷烟选择及处理在烟草专卖店选购具有4档低焦油量卷烟产品的某国产名优品牌不同焦油标注量(1、3、5和8 mg/支)的卷烟，作为主流烟雾的采集对象。其中1、3和8 mg/支焦油标注量卷烟各9包，共180支；5 mg/支焦油标注量卷烟24包，共480支。以3R4F标准烟作为质控样品，由美国肯塔基大学提供，共500支。烟支滤嘴中间部位有2排平行通风孔，将每种焦油卷烟样品按其滤嘴通风孔的不同封堵程度分成3份：不堵、半堵(50%)和全堵(100%)。其中半堵和全堵滤嘴通风孔的卷烟样品通过胶带纸缠绕滤嘴打孔处的方式来实现。
1.2 主流烟雾样品的采集待检卷烟在温度22℃，相对湿度60%的条件下平衡48 h(ISO 3402，Tobacco and tobacco products-Atmosphere for conditioning and testing)。利用20孔道线性吸烟机(SM450型，英国CERULEAN公司，ISO 3308，Routine analytical cigarette-smoking machine—definitions and standard conditions)，采用加拿大深度抽吸法(每次抽吸容量55 mL，抽吸时间持续2 s，间隔时间30 s)采集卷烟主流烟雾中的CO和总粒相物。主流烟雾中的CO采集入吸烟机上的集气袋中，总粒相物采集到经过48 h平衡(相对湿度60%，温度22℃)后的剑桥滤片上(英国Whatman公司，直径44 mm)。剑桥滤片用于测定卷烟特有亚硝胺(N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK))和多环芳烃(PAHs)的释放量。每种焦油含量的卷烟在不同滤嘴通风孔封堵方式下，各采集20个平行样，每个平行样累积采集5支卷烟的释放量。
1.3 主流烟雾成分分析 1.3.1 仪器CO分析仪(SM450型20孔道线性吸烟机配置，英国CERULEAN公司)；液相色谱质谱联用仪(API5000，AB Sciex公司)；气相色谱质谱仪(Trace1300 ISQ QD，Thermo Fisher公司)；漩涡震荡仪(ⅤⅩ-Ⅲ，北京安简科技有限公司)；超声仪(KQ-500DE，昆山市超声仪器有限公司)；氮吹仪(Trubo Vop LV，Zymark公司)；离心机(5415D，Eppendorf公司)。
1.3.2 试剂CO标准气体(CO/N2 1.99%、3.95%和6.06%，中国计量科学研究院国家标准物质研究中心)，NNN和NNK标准品(Tornoto Research Chemicals Inc.)，同位素内标NNN-D4和NNK-D4(化学纯度98%，同位素纯度99%，Tornoto Research Chemicals Inc.)，16种多环芳烃混标(O2Si Smart Solutions)，二氯甲烷和苯均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司)，乙腈(色谱纯，北京百灵威科技有限公司)，氧化铝(100~200目，国药集团化学试剂有限公司)。
1.3.3 检测方法 1.3.3.1 主流烟雾中CO分析前用3种浓度CO标准气体(CO/N2)校准吸烟机配置的CO分析仪，每组吸烟过程结束后中对采集入集气袋中的CO进行检测。
1.3.3.2 烟草特有亚硝胺取1/4份滤片样品，加入亚硝胺NNN和NNK同位素内标，然后加入50%甲醇水溶液2 mL，浸泡30 min，涡旋震荡10 min，15 000 rpm离心，离心半径为7 cm，取上清液通过LC-MS/MS检测。
1.3.3.3 多环芳烃合并4张1/4份滤片(剪碎)到玻璃离心管内，加入内标和二氯甲烷:苯:乙腈(2 :1 :1)16 mL分3次提取，每次混匀后超声提取20 min，合并3次提取液，氮吹至近干，用1 mL上述混合溶液复溶，然后加入500 mg中性氧化铝除油，离心后用针式滤膜过滤，收集过滤液，通过GC-MS检测其中的萘、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]荧蒽和苯并[a]芘。
1.4 质量控制将3R4F型标准烟作为随行标准烟质控样品，进行分析过程中的质量控制，确保实验样品测定过程中的准确可靠。每(2~3)组卷烟进行抽吸采样时，设置1组(一组做5个平行样，每个平行样累积5支标准烟)标准烟质控样品。
1.5 统计分析Excel表录入检测数据，所有数据均以平均值±标准差(x±SD)表示。统计学分析采用SPSS Statistics 20软件，利用单因素方差分析(ANOVA)进行组间两两比较，双侧检验，以P＜0.05作为在统计学差异的界限。
2 结果 2.1 不同堵孔状态CO释放量的对比结果显示1、3、5和8 mg/支组，全堵状态下CO释放量显著大于半堵状态；半堵状态的释放量显著大于不堵状态( **P < 0.01;图 1)。在低焦油含量1 mg/支组中，半堵状态和全堵孔状态CO释放量分别为不堵孔状态的1.86和3.29倍；在高焦油含量8 mg/支组中，半堵状态和全堵孔状态下的CO释放量分别为不堵孔状态的1.06倍和1.19倍，CO释放量比不堵状态都有增加，但是增加的幅度不如1 mg/支组显著。
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| 注：“ ** ”为P＜0.01 图 1 不同堵孔状态CO吸入量的对比 |
2.2 不同堵孔状态NNN和NNK释放量的对比
在1、3和5 mg/支组中，都显示出全堵状态下NNN和NNK的释放量大于半堵状态；半堵状态的释放量大于不堵状态，并呈现出不同的显著性(*P < 0.05，**P < 0.01；图 2和图 3)。而且较低焦油组半堵和全堵状态下NNN和NNK的释放量增加的幅度比较高焦油组更为明显。而在8 mg/支组中，3种封堵状态下NNN和NNK的释放量均维持在较高的水平。
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| 注：“ **”为P < 0.01 图 2 不同堵孔状态NNN吸入量的对比 |
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| 注：“*”为P < 0.05，“ **”为P < 0.01 图 3 不同堵孔状态NNK吸入量的对比 |
2.3 不同堵孔状态PAHs释放量的对比
本研究检测出了主流烟雾中萘、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]荧蒽和苯并[a]芘11种PAHs，以其总量作为分析指标。在1、3、5和8 mg/支组中，显示出全堵状态下PAHs的释放量大于半堵状态；半堵状态的释放量大于不堵状态，其中只有1和3 mg/支组呈现出了显著性差异(*P < 0.05，**P < 0.01；图 4)。
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| 注：“*”为P < 0.05，“ **”为P < 0.01 图 4 不同堵孔状态11种PAHs吸入总量的对比 |
3 讨论
吸烟有害健康已为公众所熟知，目前大多数烟草企业通过生产低焦油卷烟，宣传“降焦减害”，降低了人们对吸烟健康危害的警觉。中国疾病预防控制中心发布的2015中国成人烟草调查报告显示，仍有近一半的公众并不清楚低焦油的真正危害。低焦油卷烟大都通过在过滤嘴处打孔的方式，稀释可能吸入的烟草主流烟雾，降低焦油释放量。而焦油、CO和尼古丁等指标在烟盒上的标称值，则是通过吸烟机采样后分析得出。但在实际吸烟过程中，由于透气孔被手指或嘴唇堵住部分或者完全堵住，不能完全起到稀释烟草烟雾的作用，所以吸烟者不仅实际摄入的焦油量要高于烟盒上所标注的焦油量，而且吸入其他有害物质的量也较高。
以往有研究表明，封堵通风孔会提高主流烟雾中CO的释放量：Kozlowski等[5]检测了某品牌的低焦油卷烟通风孔在全堵、半堵和不堵情况下主流烟雾中CO的释放量，分别为17.70，7.80和4.50 mg/支，半堵和全堵时分别为不堵时的1.73倍和2.67倍。在Rickert等[6]的研究中比较了加拿大28种品牌卷烟在不同抽吸模式下(半堵或不堵通风孔)主流烟雾中CO的释放量，发现在3组不同焦油含量卷烟的主流烟雾中(1~2、3~5和6~15 mg/支)，通风孔半堵比不堵时都有分别升高2.54倍，1.61倍和1.18倍。本研究对国产某品牌卷烟不同焦油含量(1、3、5和8 mg/支)烟支通风孔进行了不同程度的封堵，检测出主流烟雾中CO(全堵)＞CO(半堵)＞CO(不堵)(P < 0.05)；而且在1 mg组，全堵状态下CO释放量较不堵状态增加的倍数(3.29倍)远远高于8 mg组(1.19倍)，半堵状态时1、3、5和8 mg/支焦油含量卷烟的CO释放量分别为不堵状态时的1.86、1.27、1.18和1.06倍，与Rickert等[5]的研究结果一致，提示了焦油含量越低，通风孔的封堵状态对CO释放量的影响越明显。
国内外对卷烟通风孔封堵对其主流烟雾成分浓度中有害物质释放量的影响研究，主要集中在焦油、尼古丁和CO上[3]，对TSNAs和PAHs报道较少。TSNAs是在烟草调制、加工等过程中产生的一类具有致癌性的化合物[7-8]。主要包括N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基假木贼碱(NAB)4种。其中NNN和NNK活性较大，是强烈的啮齿类动物致癌剂[9]，被国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)确定为Ⅰ类致癌物(IARC Group Ⅰ)。PAHs是有机物不完全燃烧的产物，主流烟雾中的PAHs被美国食品药品管理局(Food and Drug Administration，FDA)确认为烟草烟雾的人类致癌物。本研究表明，在焦油含量为1、3和5 mg/支焦油含量的国产卷烟主流烟雾中，NNN(全堵)＞NNN(半堵)＞NNN(不堵)(P < 0.05), NNK(全堵)＞NNK(半堵)＞NNK(不堵)(P < 0.05)；而在焦油含量8 mg/支国产卷烟的主流烟雾中，通风孔在不同的封堵状态下NNN和NNK的释放量均维持在较高的水平。另外，1、3、5和8 mg/支焦油含量卷烟主流烟雾中NNN释放量在半堵状态分别为不堵状态下的1.47、1.21、1.09和0.92倍，在全堵状态下分别为不堵状态下的1.84、1.25、1.22倍和1.01倍，NNK释放量在半堵状态分别为不堵状态下的1.54、1.11、1.07和1.09倍，在全堵状态下分别为不堵状态下的2.08、1.29、1.20倍和1.08倍。这种随着卷烟焦油含量降低，全堵或半堵通风孔的影响更加明显的现象在NNN和NNK的释放量上也有体现。在四种不同焦油含量(1、3、5和8 mg/支)卷烟的主流烟雾中，PAHs释放量与CO释放量变化呈现类似的趋势，即PAHs(全堵)＞PAHs(半堵)＞PAHs(不堵)。本研究对TSNAs和PAHs释放量的测定结果均表明，在国产低焦油卷烟的抽吸过程中，如对其通风孔有不同程度的封堵，可能会增加吸烟者吸入致癌性物质风险。
以往的研究表明卷烟主流烟雾中CO和多环芳烃等有害物质的释放量与卷烟中焦油的含量成正比[10]。但是，在本研究中发现，低焦油含量卷烟的通风孔在全堵的状态下主流烟雾中CO释放量比高焦油含量卷烟的通风孔在不堵的状态下都要高，焦油含量为1 mg/支的卷烟通风孔在全堵的状态下主流烟雾中NNN和NNK释放量要高于焦油含量为3和5 mg/支的卷烟通风孔在不堵的状态下的释放量。焦油含量为3 mg/支的卷烟通风孔在半堵状态下主流烟雾中CO释放量，要高于焦油含量为5 mg/支的卷烟通风孔在不堵的状态下的释放量。焦油含量为1 mg/支的卷烟通风孔在半堵的状态下主流烟雾中NNN释放量要高于焦油含量为3和5 mg/支的卷烟通风孔在不堵的状态下的释放量。表明在抽吸带有通风孔的较低焦油含量卷烟的过程中，如果通风孔被封堵，吸烟者对主流烟雾中的有害物质的吸入量有可能比抽吸相对较高焦油含量的卷烟更大。
本研究以国产某品牌的低焦油系列卷烟为研究对象，通过将卷烟滤嘴上的通风孔进行全堵、半堵和不堵，利用吸烟机模拟抽吸状态，测定主流烟雾中的有害成分，结果表明吸烟者在实际抽吸过程中对卷烟通风孔有意无意的封堵习惯，有可能会增加烟草烟雾中有害物质的暴露，增加吸低焦油卷烟的健康风险。
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