Kardiovaskulære virkninger af opvarmede tobaksprodukter (HTP) (ISMOKE)

Verdenssundhedsorganisationen vurderer, at rygning er en af ​​de førende årsager til for tidlig død på verdensplan med et anslået tab på 5-8 millioner liv årligt på grund af tobaksforbrug (1).

Opvarmede tobaksvarer (HTP) er en ny form for tobaksvarer. HTP består normalt af en pod med tobak, der er blandet med glycerol, som indsættes i et varmekammer. HTP forbrændes ikke, men opvarmes kun (2). Tidligere undersøgelser af rygestop med almindelige cigaretter og elektroniske cigaretter har antydet en risiko for dobbelt brug i stedet for stop, hvilket øger en nikotinafhængighed (3-5). Der er en risiko for, at HTP-brug blot øger nikotinforbruget og rygeafhængigheden.

Der er begrænsede data om sundhedseffekterne af HTP. Et flertal af de tilgængelige undersøgelser har rapporteret om interessekonflikter for producenter af HTP (11). Det er vist, at aerosoler fra HTP indeholder giftige forbindelser og frie radikaler ligesom i almindelig cigaretrøg, dog i lavere koncentrationer (6-8). Desuden kan aerosoler fra HTP spredes i et rum, hvilket muliggør passiv eksponering (9). Det har vist sig, at der er et fald i skadelige biomarkører hos rygere, der skifter til HTP efter 5 dages brug, men også et højere HTP-forbrug sammenlignet med almindelig rygning (12). Der er få undersøgelser af virkningerne af HTP hos mennesker. Nabavizadeh et al har vist nedsat endotelfunktion hos rotter efter eksponering for IQOS (10).

____________

Emner og kriterier:

Tredive mandlige eller kvindelige lejlighedsvise tobaksbrugere (alder 18-40, maksimalt 10 cigaretter om måneden eller 10 poser snus om måneden) vil blive inkluderet. De skal være sunde, ikke have nogen allerede eksisterende tilstande eller tage nogen medicin. Alle forsøgspersoner skal udfylde en normal helbredserklæring.

Metoder:

I randomiseret cross-over-mode vil forsøgspersoner enten inhalere damp (1 pust pr. minut i 30 minutter, i alt 30 sug) fra en HTP af mærket IQOS (IQOS 3 Multi, Philip Morris AB) eller udføre falsk rygning af HTP. Målinger af arteriel stivhed udføres tidligere, under og 60 minutter efter eksponering. Blodprøver vil blive indsamlet ved baseline for cotinin, måling med T-TAS, endotelstamceller (EPC), NET'er og ekstracellulære vesikler (EV). Blodprøver vil blive udtaget op til 3 timer efter eksponering (EPC, T-TAS, EV, NET). Mikrocirkulationen evalueres ved baseline med hudkapillaroskopi og Laser-Speckle-kontrastbilleddannelse (LSCI) og 1 time efter eksponering.

Måling af vaskulær funktion Arteriel stivhed (Sphygmocor) Øget arteriel stivhed er anerkendt som en væsentlig faktor i vaskulær aldring og en risikofaktor for hjertekarsygdomme (13). Arteriel stivhed vil blive vurderet ved pulsbølgeanalyse og pulsbølgehastighed.

Fotopletysmografi (PPG) Fingerfotopletysmografi er en anden metode, der giver information om den arterielle blodgennemstrømning, som tillader måling af pulsudbredelsestid (PPT) (14).

Måling af mikrocirkulation Mikrocirkulation vil blive vurderet ved flere metoder. Hudperfusion undersøges gennem Laser Speckle contrast Imaging, som er en optisk teknik til vurdering af hudflux, dvs. bevægelse af cirkulerende røde blodlegemer. Denne metode måler den samlede hudflux i overfladiske arterioler, kapillærer og venuler over brede hudområder og med en høj frekvens. Iontoforese er en ikke-invasiv metode til påføring af lægemidler på tværs af huden ved hjælp af en lille elektrisk strøm. Acetylcholin (ACh, Sigma-Aldrich AB, Stockholm, Sverige) og natriumnitroprussid (SNP, Hospira, Inc., Lake Forest, IL, USA), begge fortyndet i 9 % fysiologiske natriumchloridopløsninger, bruges til at undersøge endotelafhængig og endotel-uafhængig mikrovaskulær reaktivitet, hhv. Elektrodekamre (LI611 Drug Delivery Electrode, Perimed, Järfälla, Sverige) er fastgjort til den volære side af venstre underarm, hvorved man undgår hår, knækket hud og synlige vener, og fyldt med et lille volumen af ​​enten ACh (2%) eller SNP ( 2 %). En batteridrevet iontoforese-controller (Perilont LI 760; Perimed, Järfälla, Sverige) giver en enkelt dosis på 0,02 mA i 200 sekunder til lægemiddeliontoforese. ACh leveres ved hjælp af en anodisk ladning og SNP med en katodisk ladning. LSCI (PeriCam PSI NR; Perimed, Järfälla, Sverige) bruges til at vurdere hudens mikrovaskulær flux kontinuerligt før, under og 15 minutter efter iontoforese.

Hudkapillaroskopi er en anden metode til at evaluere mikrocirkulationen. Et USB-mikroskop (CapillaryScope 500 pro, Dino-Lite®) bruges til at visualisere neglefoldskapillærer i fingeren (helst 4. ciffer i venstre hånd). Kapillærer med gode optiske signaler, det vil sige med synlige røde blodlegemers bevægelser og plasmagab, vælges til undersøgelse. Kapillær blodgennemstrømning registreres kontinuerligt i hvile, under og efter et minuts arteriel okklusion ved den proksimale phalanx af cifferet med et suprasystolisk manchettryk. Beregning af kapillær blodcellehastighed (CBV, mm/s) udføres offline og vil generere følgende fire variabler: rCVB (gennemsnitlig CBV i hvile), pCVB (peak CBV efter et minuts arteriel okklusion), tid til top (tid (tid) s) fra frigivelse af manchettryk til peak flow og post-okklusiv reaktiv hyperæmi (præcentral stigning af CBV fra hvile til peak flow).

Blodtryk:

Et semi-automatisk oscillometrisk blodtryksmåler vil blive brugt til at måle blodtryk og hjertefrekvens.

Blodprøvetagning Blodprøver vil blive udtaget i reagensglas indeholdende 1/10 0,129 M natriumcitrat, EDTA og serum ved baseline, 2 timer og 4 timer efter eksponering. Plasma opsamles senere efter centrifugering ved 2 000 g i 20 minutter ved stuetemperatur (RT) og fryses derefter ved -70°C indtil analyse.

Måling af trombedannelse (T-TAS) T-TAS® (Total Thrombus-formation Analysis System) er et middel til at vurdere trombedannelse under variable strømningsforhold ved hjælp af en lille blodprøve.

Måling af cotinin Måling udføres for at sikre overholdelse af, at forsøgspersoner ikke har brugt tobak i de sidste 7 dage. Niveauer af cotinin vil blive målt i serum ved hjælp af en kommercielt tilgængelig ELISA-teknik.

Måling af EPC'er Antallet af EPC'er vil blive målt i fuldblod ved flowcytometri. EPC'er måles som CD34+ KDR+ (KDR: vaskulær endotelvækstfaktorreceptor 2) dobbeltpositive celler. Kort fortalt inkuberes 20 µl fuldblod med CD34-FITC (Beckman Coulter, Brea, CA, USA) og CD309 (Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jersey, USA). Konjugat isotype-matchet immunoglobulin (IgG1-FITC, IgG1-PE) uden reaktivitet mod humane antigener anvendes som en negativ kontrol. Efter 30 minutters inkubation i et mørkt miljø tilsættes BD cell-fix for at fiksere prøverne. Tyve tusinde hændelser af leukocytter indsamles (baseret på klassisk fremadspredning/sidespredning (størrelse/granularitet) karakteristika for blodleukocytter), og resultaterne vil blive præsenteret som et antal EPC-hændelser.

Måling af ekstracellulære vesikler Plasma optøs og centrifugeres ved 2000 g i 20 minutter ved stuetemperatur. Supernatanten centrifugeres derefter igen ved 13 000 g i 2 minutter ved stuetemperatur. 20 µl prøve inkuberes i 20 minutter i mørke med phalloidin-Alexa-660 (Invitrogen, Paisley, UK), lactadherin-FITC (Haematologic Technologies, Vermont, USA), CD42a-PE (Platelet-MP (PMP), BD, Clone Alma-16), CD45-PC7 (Leukocyte-EV (LEV), Beckman Coulter, Dublin, Irland) og CD144-APC (Endotelial-EV (EEV), AH diagnostics, Stockholm, SWE). PEV'er er også mærket med CD154-PE (CD40L, abcam, Cambridge, UK) og EEV'er med CD62E (E-selectin, Beckman Coulter, Dublin, Irland). EV'er måles ved flowcytometri på et Beckman Gallios-instrument (CA, USA). EV-porten bestemmes ved hjælp af Megamix-perler (BioCytex, Marseille, Frankrig), som er en blanding af perler med diametre på henholdsvis 0,5 µm, 0,9 µm og 3,0 µm. EV'er er defineret som partikler mindre end 1,0 µm i størrelse, negative for phalloidin (for at udelukke cellemembranfragmenter) og positive over for lactadherin. Konjugat isotype-matchet immunoglobulin (IgG1-FITC, IgG1-PE, IgG1-APC og IgG1-PC7) uden reaktivitet mod humane antigener bruges som en negativ kontrol til at definere baggrundsstøjen for den cytometriske analyse. Det absolutte antal EV'er beregnes ved hjælp af følgende formel: (EV talt x standardperler ⁄ L) ⁄ standardperler optalt, (FlowCount, Beckman Coulter).

__________________

Referencer

1. Verdenssundhedsorganisationen og andre. (2019). WHO-rapport om den globale tobaksepidemi, 2019. Genève: Verdenssundhedsorganisationen; 2019. Google Scholar.
2. Smith, M. R., Clark, B., Lüdicke, F., Schaller, J.-P., Vanscheeuwijck, P., Hoeng, J., & Peitsch, M. C. (2016). Evaluering af tobaksvarmesystemet 2.2. Del 1: Beskrivelse af systemet og det videnskabelige vurderingsprogram. Regulatorisk toksikologi og farmakologi: RTP, 81 Suppl 2, S17-S26.
3. Lee, S., R.A. Grana og S.A. Glantz, Brug af elektroniske cigaret blandt koreanske unge: En tværsnitsundersøgelse af markedspenetration, dobbeltbrug og forhold til at holde op med forsøg og tidligere rygning. J Adolesc Health, 2013.
4. Caponnetto, P., et al., Effekten af ​​en elektronisk cigaret på rygereduktion og rygestop hos skizofrene rygere: en prospektiv 12-måneders pilotundersøgelse. Int J Environ Res Public Health, 2013. 10(2): s. 446-61.
5. Polosa, R., et al., Effekt af en elektronisk nikotinleveringsanordning (e-cigaret) på rygereduktion og rygestop: en prospektiv 6-måneders pilotundersøgelse. BMC Public Health, 2011. 11: s. 786.
6. Bekki, K., Inaba, Y., Uchiyama, S., & Kunugita, N. (2017). Sammenligning af kemikalier i almindelig røg i varme-ikke-brændende tobak og forbrændingscigaretter. Tidsskrift for UOEH. https://doi.org/10.7888/juoeh.39.201
7. Shein, M., & Jeschke, G. (2019). Sammenligning af niveauer af frie radikaler i aerosolen fra konventionelle cigaretter, elektroniske cigaretter og varme-ikke-brændende tobaksprodukter. Kemisk forskning i toksikologi. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.9b00085
8. Ruprecht, A. A., De Marco, C., Saffari, A., Pozzi, P., Mazza, R., Veronese, C., … Boffi, R. (2017). Miljøforurening og emissionsfaktorer af elektroniske cigaretter, varme-ikke-brændende tobaksprodukter og konventionelle cigaretter. Aerosol videnskab og teknologi. https://doi.org/10.1080/02786826.2017.1300231
9. Mitova, M. I., Campelos, P. B., Goujon-Ginglinger, C. G., Maeder, S., Mottier, N., Rouget, E. G. R. Tricker, A. R. (2016). Sammenligning af virkningen af ​​tobaksvarmesystemet 2.2 og en cigaret på indendørs luftkvalitet. Regulatorisk toksikologi og farmakologi. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.06.005
10. Nabavizadeh, P., Liu, J., Havel, C.M., Ibrahim, S., Derakhshandeh, R., Jacob, P., & Springer, M.L. (2018). Vaskulær endotelfunktion er svækket af aerosol fra en enkelt IQOS HeatStick i samme grad som af cigaretrøg. Tobakskontrol. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054325
11. Simonavicius, E., McNeill, A., Shahab, L., & Brose, L.S. (2019). Varme-ikke-brændende tobaksprodukter: En systematisk litteraturgennemgang. Tobakskontrol. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054419
12. Yuki, D., Takeshige, Y., Nakaya, K., & Futamura, Y. (2018). Vurdering af eksponeringen for skadelige og potentielt skadelige bestanddele hos raske japanske rygere, der bruger et nyt tobaksdampprodukt sammenlignet med konventionelle cigaretter og rygeafholdenhed. Regulatorisk toksikologi og farmakologi. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2018.05.001
13. Mahmud, A., & Feely, J. (2003). Effekt af rygning på arteriel stivhed og pulstryksforstærkning. Forhøjet blodtryk. https://doi.org/10.1161/01.HYP.0000047464.66901.60
14. Sommermeyer, D., Zou, D., Ficker, J. H., Randerath, W., Fischer, C., Penzel, T., … Grote, L. (2016). Påvisning af kardiovaskulær risiko fra et fotoplethysmografisk signal ved hjælp af en matchende forfølgelsesalgoritme. Medicinsk og biologisk teknik og databehandling. https://doi.org/10.1007/s11517-015-1410-8
15. Mahmud, A., & Feely, J. (2003). Effekt af rygning på arteriel stivhed og pulstryksforstærkning. Hypertension, 41(1), 183-187.