加熱タバコ製品（HTP）の心血管への影響 (ISMOKE)

世界保健機関の推定によると、喫煙は世界中で早期死亡の主な原因の 1 つであり、タバコの使用により年間推定 500 万から 800 万人の命が失われています (1)。

加熱式たばこ製品 (HTP) は、新しい形のたばこ製品です。 HTPは通常、加熱チャンバーに挿入されたグリセロールと混合されたタバコのポッドで構成されています. HTP は燃焼せず、加熱されるだけです (2)。 通常のタバコと電子タバコによる禁煙に関する以前の研究では、禁煙ではなく二重使用のリスクが示唆されており、ニコチン依存症が増加しています (3-5)。 HTP の使用が単にニコチンの使用と喫煙中毒を強化するリスクがあります。

HTP の健康への影響に関するデータは限られています。 利用可能な研究の大部分は、HTP の製造業者に対する利益相反を報告しています (11). HTP からのエアロゾルには、低濃度ではありますが、通常のタバコの煙と同じように毒性化合物とフリーラジカルが含まれていることが示されています (6-8)。 さらに、HTP からのエアロゾルは室内に広がり、受動的暴露を可能にします (9)。 5日間の使用後にHTPに切り替える喫煙者の有害なバイオマーカーが減少するだけでなく、通常の喫煙と比較してHTP消費量が多いことが示されています (12). ヒトにおける HTP の影響に関する研究はほとんどありません。 Nabavizadeh らは、IQOS への暴露後のラットの内皮機能障害を示しました (10)。

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対象と基準:

30 人の男性または女性の時折たばこユーザー (18 ～ 40 歳、1 か月あたり最大 10 本のタバコまたは 1 か月あたりスヌースの 10 パウチ) が含まれます。 彼らは健康で、既往症がなく、薬を服用していなければなりません。 すべての被験者は、通常の健康申告を完了する必要があります。

方法:

無作為化されたクロスオーバー ファッションでは、対象者はブランド IQOS (IQOS 3 マルチ、フィリップ モリス AB) の HTP から蒸気 (1 分あたり 1 パフを 30 分間、合計 30 パフ) を吸入するか、HTP の偽喫煙を行います。 動脈硬化の測定は、暴露前、暴露中、および暴露後 60 分間に行われます。 血液サンプルは、コチニン、T-TAS、内皮前駆細胞 (EPC)、NET、および細胞外小胞 (EV) による測定のベースラインで収集されます。 血液サンプルは、暴露後 3 時間まで採取されます (EPC、T-TAS、EV、NET)。 微小循環は、ベースラインで皮膚毛細血管鏡検査およびレーザー スペックル コントラスト イメージング (LSCI) を使用して評価し、曝露後 1 時間で評価します。

血管機能の測定 動脈硬化 (Sphygmocor) 動脈硬化の増加は、血管老化の主要な要因であり、心血管疾患の危険因子であると認識されています (13)。 動脈硬化は、脈波分析と脈波速度によって評価されます。

フォトプレチスモグラフィー (PPG) 指のフォトプレチスモグラフィーは、脈波伝播時間 (PPT) の測定を可能にする動脈血流に関する情報を提供するもう 1 つの方法です (14)。

微小循環の測定 微小循環は、いくつかの方法で評価されます。 皮膚血流は、レーザー スペックル コントラスト イメージングによって調査されます。レーザー スペックル コントラスト イメージングは​​、皮膚フラックス、つまり循環赤血球の動きを評価するための光学技術です。 この方法は、表在細動脈、毛細血管、および細静脈の全体的な皮膚フラックスを広い皮膚領域にわたって高頻度で測定します。 イオントフォレシスは、小さな電流を使用して皮膚全体に薬剤を塗布するための非侵襲的な方法です。 内皮依存性およびそれぞれ、内皮非依存性微小血管反応性。 電極チャンバー (LI611 Drug Delivery Electrode、Perimed、Järfälla、Sweden) は左前腕の掌側に取り付けられ、髪、壊れた皮膚、目に見える静脈を避け、少量の ACh (2%) または SNP ( 2％）。 バッテリ駆動のイオントフォレーシス コントローラー (Perilont LI 760; Perimed, Järfälla, Sweden) は、薬物イオントフォレーシスのために 0.02 mA の単回投与を 200 秒間提供します。 ACh は陽極電荷を使用して配信され、SNP は陰極電荷を使用して配信されます。 LSCI (PeriCam PSI NR; Perimed, Järfälla, Sweden) を使用して、イオントフォレーシスの前、最中、および 15 分後に皮膚の微小血管フラックスを連続的に評価します。

皮膚毛細血管鏡検査は、微小循環を評価するための別の方法です。 USB 顕微鏡 (CapillaryScope 500 pro、Dino-Lite®) を使用して、指 (できれば左手の第 4 指) の爪郭毛細血管を可視化します。 良好な光信号を備えた毛細血管、すなわち目に見える赤血球の動きとプラズマギャップを備えた毛細血管が検査のために選択されます。 毛細血管血流は、安静時、指の近位指節骨での 1 分間の動脈閉塞中およびその後、超収縮期カフ圧で連続的に記録されます。 毛細血管血球速度 (CBV、mm/s) の計算はオフラインで行われ、次の 4 つの変数が生成されます: rCVB (安静時の平均 CBV)、pCVB (1 分間の動脈閉塞後のピーク CBV)、ピークまでの時間 (時間 ( s) カフ圧力の解放から最大流量まで、および閉塞後の反応性充血 (安静から最大流量までの CBV の中心前部の増加)。

血圧：

半自動オシロメトリック血圧計を使用して、血圧と心拍数を測定します。

採血 血液サンプルは、1/10 の 0.129 M クエン酸ナトリウム、EDTA、およびベースラインの血清を含む試験管に、暴露後 2 時間および 4 時間で採取されます。 血漿は、室温（RT）で2000gで20分間遠心分離した後に収集され、分析まで-70°Cで凍結されます。

血栓形成の測定 (T-TAS) T-TAS® (Total Thrombus-formation Analysis System) は、少量の血液サンプルを使用して、さまざまな流量条件で血栓形成を評価する手段です。

コチニンの測定 測定は、被験者が過去 7 日間タバコを使用していないことを確実にするために行われます。 コチニンのレベルは、市販のELISA技術を使用して血清で測定されます。

EPC の測定 EPC の数は、フローサイトメトリーによって全血で測定されます。 EPC は、CD34+ KDR+ (KDR: 血管内皮増殖因子受容体 2) 二重陽性細胞として測定されます。 簡単に言えば、20 μl の全血を CD34-FITC (Beckman Coulter、Brea、CA、USA) および CD309 (Becton Dickinson、Franklin Lakes、New Jersey、USA) とインキュベートします。 ヒト抗原に対する反応性を持たないコンジュゲート アイソタイプが一致した免疫グロブリン (IgG1-FITC、IgG1-PE) をネガティブ コントロールとして使用します。 暗い環境で 30 分間インキュベーションした後、BD cell-fix を加えてサンプルを固定します。 白血球の 20,000 イベントが収集され (血液白血球の従来の前方散乱/側方散乱 (サイズ/粒度) 特性に基づいて)、結果は多数の EPC イベントとして表示されます。

細胞外小胞の測定 血漿を解凍し、室温で２０分間、２０００ｇで遠心分離する。 次いで、上清を室温で２分間、１３０００ｇで再遠心分離する。 20 μl のサンプルを、ファロイジン-Alexa-660 (Invitrogen, Paisley, UK)、lactadherin-FITC (Haematologic Technologies, Vermont, USA)、CD42a-PE (Platelet-MP (PMP)、BD、クローン Alma-16)、CD45-PC7 (Leukocyte-EV (LEV)、Beckman Coulter、ダブリン、アイルランド) および CD144-APC (内皮 EV (EEV)、AH 診断、ストックホルム、スウェーデン)。 PEV は、CD154-PE (CD40L、abcam、ケンブリッジ、英国) で標識され、EEV は CD62E (E-セレクチン、Beckman Coulter、ダブリン、アイルランド) で標識されています。 EV は、Beckman Gallios 装置 (カリフォルニア州、米国) でフローサイトメトリーによって測定されます。 EV ゲートは、それぞれ直径 0.5 μm、0.9 μm、3.0 μm のビーズの混合物である Megamix ビーズ (BioCytex、マルセイユ、フランス) を使用して決定されます。 EVs は、サイズが 1.0 μm 未満の粒子として定義され、ファロイジンに対して陰性 (細胞膜断片を除外するため)、ラクタドヘリンに対して陽性です。 アイソタイプが一致した免疫グロブリン (IgG1-FITC、IgG1-PE、IgG1-APC および IgG1-PC7) を結合させ、ヒト抗原に対する反応性を持たないものをネガティブ コントロールとして使用して、サイトメトリー分析のバックグラウンド ノイズを定義します。 EV の絶対数は、次の式によって計算されます: (EV カウント x 標準ビーズ ⁄ L) ⁄ 標準ビーズ カウント (FlowCount、Beckman Coulter)。

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参考文献

1. 世界保健機関、およびその他。 （2019）。 世界的なタバコの流行に関する WHO レポート、2019 年。 ジュネーブ：世界保健機関。 2019年。 グーグル学者。
2. Smith, M. R., Clark, B., Lüdicke, F., Schaller, J.-P., Vanscheeuwijck, P., Hoeng, J., & Peitsch, M. C. (2016). たばこ加熱システムの評価 ２．２． パート 1: システムと科学的評価プログラムの説明。 規制毒物学および薬理学: RTP、81 Suppl 2、S17-S26。
3. Lee, S., R.A.グラナ、および S.A. グランツ、韓国の青年の間での電子タバコの使用: 市場への浸透、二重使用、および禁煙の試みおよび以前の喫煙との関係に関する横断的研究。 J アドレスクの健康、2013 年。
4. Caponnetto, P., et al., 統合失調症喫煙者の喫煙の減少と禁煙に対する電子タバコの影響: 12 か月の前向きパイロット研究。 Int J Environ Res 公衆衛生、2013 年。 10(2): p. 446-61。
5. Polosa, R., et al., 電子ニコチン送達装置 (電子タバコ) が喫煙の減少と禁煙に及ぼす影響: 前向き 6 か月のパイロット研究。 BMC 公衆衛生、2011 年。 11: p. 786。
6. べっき・K.・稲葉 裕・内山 慎・椋田 直子 (2017). 加熱式タバコと燃焼式タバコの主流煙中の化学物質の比較。 UOEH のジャーナル。 https://doi.org/10.7888/juoeh.39.201
7. Shein, M. & Jeschke, G. (2019)。 従来のたばこ、電子たばこ、加熱式たばこ製品のエアロゾル中のフリーラジカルレベルの比較。 毒物学における化学研究。 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). 電子たばこ、加熱式たばこ製品、および従来のたばこの環境汚染と排出係数。 エアロゾルの科学技術。 https://doi.org/10.1080/02786826.2017.1300231
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10. Nabavizadeh, P.、Liu, J.、Havel, C. M.、Ibrahim, S.、Derakhshandeh, R.、Jacob, P.、および Springer, M. L. (2018)。 血管内皮機能は、IQOS ヒートスティック 1 本からのエアロゾルによって、タバコの煙と同程度に損なわれます。 タバコ規制。 https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054325
11. Simonavicius, E.、McNeill, A.、Shahab, L.、および Brose, L. S. (2019)。 加熱式たばこ製品：体系的な文献レビュー。 タバコ規制。 https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054419
12. 結城大輔・武重陽一・中谷和也・二村由紀 (2018). 新しいたばこ蒸気製品を使用する健康な日本人喫煙者の有害および潜在的に有害な成分への曝露の評価を、従来の紙巻たばこおよび禁煙と比較した。 規制毒物学および薬理学。 https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2018.05.001
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15. Mahmud, A. & Feely, J. (2003)。 動脈硬化と脈圧増幅に対する喫煙の影響。 高血圧、41(1)、183-187。