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电子烟口味与设备类型可能驱动基因表达改变:戒除电子烟或可逆转部分损伤

与不吸烟也不吸电子烟的人相比,经常吸电子烟的人在基因组中表现出3,124个基因的活性改变。虽然其中部分变化(28.8%)与吸电子烟的频率或数量有关,但更大一部分(71.2%)是由电子烟油的特定成分(如溶剂、风味化学物质(如二乙酰))或设备类型(如线圈温度、功率设置)所驱动的。该研究发表在《美国呼吸与危重症医学杂志》上,从吸电子烟者(仅使用含尼古丁的电子烟)、仅吸烟者(仅吸传统可燃香烟)和从不吸烟/吸电子烟者(对照组)的鼻拭子中收集了鼻上皮细胞。研究者进行了RNA测序,以比较吸电子烟者与吸烟者和对照组之间的基因表达谱。吸电子烟者与对照组之间有3,124个差异表达基因,而吸烟者与对照组之间有4,219个差异表达基因。值得注意的是,吸电子烟者的基因表达变化中只有20-30% 与吸烟者重叠,这表明电子烟并非“只是水蒸气”,且具有独特的毒性特征。此外,与使用其他风味(水果味、甜味)或使用开放式可再填充设备(电子烟盒)的吸电子烟者相比,使用薄荷醇味电子烟或使用功率可调(“BOX mod”)设备的吸电子烟者,其差异表达基因的数量更多。在12周的戒断期后,吸电子烟者大部分(>70-80%)的基因表达变化可恢复至对照组水平。

电子烟与呼吸道上皮

与可燃香烟(通过燃烧产生7,000多种化学物质,包括焦油和一氧化碳)不同,电子烟通过加热电子烟油(由丙二醇(PG)、植物甘油(VG)、尼古丁和调味剂组成)产生气溶胶。吸电子烟者的气道上皮(从鼻咽到支气管)是吸入电子烟气溶胶后最先接触的细胞。电子烟已被证实可诱导上皮细胞产生氧化应激(活性氧增加)、DNA损伤(彗星试验检测),以及促炎细胞因子(IL-6、IL-8)的表达。

研究方法

参与者:该研究纳入了数百名年龄在18-40岁之间的参与者,分为以下三组:仅吸电子烟者(≥1年,每周≥3次);仅吸烟者(≥1年,每周≥5支香烟);以及从不吸烟/吸电子烟者(对照组)。所有参与者均无哮喘或慢性阻塞性肺疾病(COPD)病史,且未使用吸入性药物。

电子烟使用史:研究者收集了有关电子烟使用年限、品牌、设备类型(开放式可再填充设备(电子烟盒)vs. 封闭式设备(一次性烟弹))、功率设置(瓦数)、线圈类型、以及最常用电子烟油的口味(薄荷醇、水果味、甜点味)和尼古丁浓度(毫克/毫升)等信息。

基因表达分析:使用鼻腔细胞刷收集鼻上皮细胞,并进行RNA测序。

戒断研究:在基线和至少戒断电子烟12周后,从吸电子烟者中采集样本。

核心发现

1. 吸电子烟者与吸烟者的基因表达变化存在重叠

吸电子烟者与对照组之间有3,124个差异表达基因,而吸烟者与对照组之间有4,219个。差异表达基因的功能富集分析显示,两者均富集在“氧化应激”、“炎症反应”(IL-6、IL-8)和“黏液分泌”等相关通路上。

2. 吸电子烟者的独特基因表达变化

吸电子烟者与吸烟者的差异表达基因重叠率仅为20-30%。仅在吸电子烟者中上调的基因涉及“未折叠蛋白反应”(内质网应激)和“自噬”等通路。

3. 电子烟口味与设备类型的影响

与使用其他口味(水果味、甜点味)的吸电子烟者相比,使用薄荷醇味电子烟油的吸电子烟者其差异表达基因的数量更多(50-70%)。与使用封闭式(一次性烟弹)设备的吸电子烟者相比,使用开放式可再填充设备(电子烟盒)的吸电子烟者其差异表达基因的数量也更多(30-50%)。

4. 基因表达变化的部分可逆性

在戒断电子烟12周后,之前在吸电子烟者中观察到的大部分(>70-80%)差异表达基因的表达水平已恢复至与对照组无显著差异的水平。

临床意义

1. 呼吸道上皮的生物标志物

对于因慢性咳嗽或咽痛就诊于初级保健诊所的吸电子烟者,临床医生可考虑进行鼻腔细胞刷检查并检测基因表达谱(如IL-6、IL-8、黏液基因MUC5AC)。

2. 肺功能监测

有研究表明,与不吸电子烟者相比,吸电子烟者的肺功能(第一秒用力呼气容积(FEV1)/用力肺活量(FVC))可能降低5-10%。

3. 电子烟戒断计划

由于电子烟的基因毒性在戒断后似乎是可逆的,临床医生应建议患者完全戒断电子烟,而不是仅仅减少吸电子烟的频率。

结论

这项发表在《美国呼吸与危重症医学杂志》上的研究表明,吸电子烟者比不吸烟/不吸电子烟者存在数千个基因的表达差异。 吸电子烟者的基因表达谱与吸烟者既有重叠,也有不同,表明电子烟并不仅仅是“更安全的香烟”。鼻上皮细胞基因表达的变化似乎与电子烟口味(薄荷醇)和设备类型(开放式可再填充设备)有关。更令人鼓舞的是,戒断电子烟12周后,大多数基因表达变化是可逆的。这些研究结果可用于指导针对性的公共卫生干预措施,并开展戒电子烟计划。

(责任编辑:泉水)