电子烟及21世纪的毒理学

尽管压倒性的证据表明吸烟会导致许多严重的疾病包括心血管疾病、肺癌和慢性阻塞性肺疾病,还有大量的世界各地的人们选择继续吸烟。

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而防止吸烟引发和促进戒烟仍努力减少危害的基石与吸烟有关,更少的有害的尼古丁来源的发展,包括电子烟和其他风险降低产品* (RRPs),也可能减少烟草危害的作用。事实上,仅在英国,证据表明,开关甚至一小部分吸烟者每年减少有害的尼古丁可能拯救成千上万的生命来源长达十年时间。¹

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有一个正在进行的辩论在确切作用,电子烟可以在减少烟草危害,以及必要的方法来测试他们的减少风险的潜力。最近解决其中的一些问题在专家教授托马斯·哈之间的圆桌讨论约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的,主要的烟草行业代表,从学术界和高级人物。圆桌会议已经总结了应用体外毒理学的一个特殊问题,并进一步讨论在最近的毒理学协会年度会议在巴尔的摩,医学博士,美国在一个辅助会话体外科学研究所主办的。^{2 - 4}

虽然大部分可用的证据表明烟用与大大减少毒性与吸烟相比,一些研究报道,电子烟产生的气溶胶含有的某些毒物可衡量的。因此,应该彻底调查他们潜在的健康影响。

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电子烟的毒理学评估是一项非常具有挑战性的任务。有许多不同类型的电子烟,有一个有限数量的评估他们的主要成分的生物效应研究呼吸系统,而且,最重要的是,缺乏标准化的检测方案。最近,我们描述了一种分层框架系统的评估使用的电子烟相关体外系统和现代方法。⁵这种策略是与动物测试的“3 r原则”(取代、还原和细化)和框架为“21世纪的毒理学”积极的在美国国家研究委员会的里程碑式的愿景和战略报告⁶。在过去的体内研究将用于评估毒性,日益更新的体外技术涉及人类细胞模型可用于他们的地方。以及提供可能取代动物实验,这些新技术也可以提供更多及时的结果,成本效益和更深入地理解生物毒性机制。

由于电子烟毒性测试的新方法

电子烟电池驱动的设备,加热解决方案(e-liquid)来生成一个用户气溶胶然后吸入。通常,e-liquids的最突出的成分是丙二醇(PG)和蔬菜甘油(VG),在不同的比例。此外,他们可能会或可能不会含有尼古丁,一种让人上瘾的物质本身而不是一个特别有毒(这不是香烟中的尼古丁导致与吸烟有关的疾病,而是一系列其他有害成分,结果从燃烧的烟草)。

PG和VG广泛用于食品、制药和化妆品工业。他们全身毒性较低,当摄入或局部使用通常被认为是安全的。然而,他们对呼吸系统的影响不太知名的和可用的数据是有限的。因此,仍然是一个需要评估的背景下,电子烟的毒性。

应对这种需求,我们最近着手调查这些e-liquid成分的生物效应主要人类肺上皮细胞。⁷我们的目标是双重的:1)确定PG的贡献,VG和尼古丁(各比例)e-liquids整个生物的影响,和2)比较这个生物的影响与尼古丁(活跃的原则标准尼古丁替代疗法(nrt)如补丁,牙龈和喷雾剂)。这个全面的体外研究涉及实时细胞分析和高内容筛选,高通量技术能够测量多个毒性端点健壮且可再生的方式。整个研究辅以转录组分析,基因表达的改变解释使用一系列代表人类生物学相关的网络模型。这种方法允许我们识别和量化的生物影响PG, VG和尼古丁暴露,从而获得机械的洞察他们的毒理学效应。这些评估的结果表明,含有尼古丁PG和VG混合物的生物效应是类似于尼古丁的孤独。数据表明,在缺乏调味剂和其他添加剂,e-liquids将类似的毒性NRT。

本研究在更广泛的一个初始的和关键的一步,分层评估框架系统的评估使用体外系统的电子烟和21世纪的方法。⁵现在我们也进行体外研究电子烟产生的气溶胶的影响(通过加热e-liquids生成)在人类细胞和打算这些研究报告。

结论

上述研究暂时只是一个已经发表在最近的特殊应用体外毒理学问题。³其他论文地址不同的科学方面的体外RRPs评估策略,以及注意事项监管接受体外方法和合作需要在一个广泛的利益相关者集团为了优化和标准化测试方法。

我们促成了两个进一步的文章特刊,看着“不良结果通路”高血压和肺功能下降。^{8 - 9}不良结果通路理论框架描述的事件序列和机制的物质,如化学物质,会引起特定不利人类健康的影响。再一次,可以使用这些框架,科学家们和监管机构预测的副作用而不需要动物测试。

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21世纪毒理学提供了大量的新技术,可以更快、更准确和更生理相关消费者产品安全评估。虽然许多挑战仍然存在在炼油,优化和规范这些技术,他们不过提供大量机会改善策略毒性测试。在电子烟的背景下和其他RRPs,他们日益被看成是一组重要的工具来帮助实现这些产品减少烟草危害的潜力。

笔记

*风险降低产品(“RRPs”)是我们用这个词来指现在的产品,可能会存在,或有可能出现的风险较小伤害吸烟者切换到这些产品还是继续吸烟。我们有一系列RRPs在不同的发展阶段,科学评估和商业化。因为我们RRPs燃烧烟草,不产生有害的,潜在的有害化合物的数量远低于在香烟烟雾中找到。

读:carbon-heated烟草降低毒性

作者

Ignacio Gonzalez-Suarez资深科学家、生物系统研究,菲利普莫里斯国际公司。

茱莉亚Hoeng系统毒理学主任,生物系统研究,菲利普莫里斯国际公司。

引用

1。Fagerstrom KO和布里奇曼,k . 2014。减少烟草危害:新产品的需要,可以与香烟。39岁的成瘾行为(3):507 - 11所示。DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.addbeh.2013.11.002

2。Fowle, jr . et al . 2017。21世纪体外毒理学测试方法和评估电子烟。应用体外毒理学,3 (1):3 - 9。DOI: http://dx.doi.org/10.1089/aivt.2017.29011.rtl

3所示。Gaca博士(ed)。2017。特殊问题:应用体外毒理学评价方法的新一代尼古丁产品。应用体外毒理学,3 (1)。

4所示。体外科学研究所,2017。辅助会话:人类的机会在监管毒理学体外呼吸道模型。美国马里兰州巴尔的摩毒理学的社会,3月12日至16日

5。依斯干达,等。2016。一个框架e-liquids的体外系统的毒理学评估。毒理学机制和方法,26日:389 - 413

6。国家研究委员会,2007年。毒性测试在21世纪:愿景和战略。华盛顿特区国家科学院出版社,(2007)

7所示。Gonzalez-Suarez, et al . 2017。体外系统的毒理学评估nonflavored烟液体在初级肺上皮细胞。应用体外毒理学,3 (1):41-55。DOI: http://dx.doi.org/10.1089/aivt.2016.0040

8。劳,FJ。et al . 2017。不良结果的发展为高血压的发病途径氧化stress-mediated扰动内皮一氧化氮的生物利用度。应用体外毒理学3 (1):131 - 148。DOI: http://dx.doi.org/10.1089/aivt.2016.0031

9。Luettich, k . et al . 2017。不利的结果为氧化stress-mediated EGFR通路激活导致肺功能下降。应用体外毒理学3 (1):99 - 109。DOI: http://dx.doi.org/10.1089/aivt.2016.0032