Smoking Topography Study 2018

I 2005 ble Verdens helseorganisasjons rammekonvensjon om tobakkskontroll (WHO FCTC) etablert med mål om en reguleringsstrategi som et svar på globaliseringen av tobakksepidemien. Et av deres ikke-pristiltak for å redusere etterspørselen etter tobakk inkluderer artikkel 9: Regulering av innholdet i tobakksvarer . Sigarettproduktregulering er i dag basert på tjære, nikotin og karbonmonoksid (TNCO) nivåer i sigarettrøyk, som er angitt på pakken. Dette er ikke tilstrekkelig, siden sigarettrøyk inneholder mer enn 7000 kjemikalier. Det er aldehyder, VOC, PAH, nitrosaminer, metaller og så mye mer målt i sigaretter, som forårsaker tobakksrelaterte sykdommer.

I fremtiden bør reguleringen av disse skadelige sigarettbestanddelene baseres på flere kjemiske klasser, slik WHO foreslo. For å innføre en slik klassebasert regulering er det imidlertid nødvendig med et vitenskapelig grunnlag for å definere øvre grenser for tillatte mengder kjemikalier (grupper) i utslipp av sigarettrøyk og for å sikre reduserte skadevirkninger på grunn av sigarettrøyking. Til dags dato er årsakssammenhengen mellom menneskelig eksponering for spesifikke sigarettrøykforbindelser og de skadelige effektene ukjent. Det første trinnet i å lukke gapet i kunnskap mellom eksponering for sigarettrøyk og utvikling av tobakksrelaterte sykdommer inkluderer en riktig bestemmelse av menneskelig eksponering for sigarettrøykkjemikalier.

Dessverre er det mangel på metodikk for å bestemme eksponering for sigarettrøyk hos mennesker.

I en prospektiv observasjonspilotstudie i februar 2016 ble naturlig røykeatferd hos mennesker karakterisert: Smoking Topography Study 2016 (NL55676.068.15). Røyketopografien til hver røkt Marlboro-sigarett ble overvåket gjennom CRESSmicro-enheten, som registrerer draglengden, dragintervallet, dragstrømmen og dragvolumet. I denne studien kunne etterforskerne modellere de individuelle røykeprofilene per deltaker ved å bruke data fra 4 tilfeldige sigaretter. Under modellering ble puffvolum, varighet (og dermed også flyt) og interpuffintervall tatt i betraktning.

Siden det ikke var noen forskjeller i røyketopografien til røykte sigaretter observert til forskjellige tider av døgnet, betyr det at i denne nye studien kan forskerne invitere deltakere for en kortere tid fordi kun data fra 4 sigaretter er nødvendig for å modellere den totale røykeprofilen deres. for eksponeringsmålinger. Disse røyketopografiparametrene er nødvendige for innstillingene til en røykemaskin, brukt for å etterligne den eksakte eksponeringen for sigarettrøykgiftige stoffer for hver enkelt person.

I vår forrige studie konkluderte forskerne med at røykere har sin egen individuelle røyketopografi. Røyking er selvfølgelig også ledsaget av innånding av skadelige kjemikalier, men røykeren er ikke klar over dette under røyking og tilpasser derfor ikke røyketopografien sin med hensyn til denne eksponeringen. Det er imidlertid ukjent på hvilken måte de individuelle røyketopografiparametrene er relatert til giftstoffeksponering i de forskjellige delene av lungene. For eksempel fører høyere puffvolumer med en annen sammensetning av giftstoffer til et annet inhalasjonsmønster enn små puffvolumer, mulig etterfulgt av annen eksponering i lungene.

I denne nye studien ønsker forskerne å inkludere respiratoriske parametere for pust og innånding over dagen også. Til nå er vurdering av innåndingsrisiko basert på menneskers pustemønster, mens pusting og innånding av røyk ikke er det samme på grunn av tilstedeværelsen av sterke forbindelser i røyken. Den nåværende studien tar sikte på å måle respirasjonsparametere for å identifisere hvilke lungeavdelinger som er eksponert i hvilken grad i forhold til den observerte røyketopografien. Dette kan oppnås ved respiratorisk induktiv pletysmografi (RIP), en ikke-invasiv enhet som kan brukes hele dagen. I den nåværende studien vil Hexoskin bli brukt for disse målingene.

Litteratur beskriver at prosessen med røyking topografi og innånding er forskjellig per sigarett og situasjon. Med andre ord doserer røykeren seg selv for å få nikotin, med ytterligere produksjon av karbonmonoksid (CO) og andre skadelige kjemikalier knyttet til sigarettrøyk.

Som beskrevet tidligere, vil sigaretter i fremtiden endres da de kun får inneholde maksimalt visse giftstoffer. Et av alternativene for å gjøre sigaretter mindre vanedannende er å tilsette mindre nikotin. Det er kjent at røykere viser kompenserende atferd når de røyker andre sigaretter enn de er vant til, for å få samme mengde nikotin. Våre maskinrøykeeksperimenter viser at når man røyker sigaretter med lavt TNCO-innhold, endres sammensetningen av røyken per mg nikotin under de samme røykeforholdene. Dette betyr at sigarettegenskapene også i det minste delvis er ansvarlige for røyksammensetningen. Forskerne er interessert i hvordan røykeatferd og innånding, og dermed eksponering, endres når man tilbyr en røyker en annen type sigarett.

Derfor er forskerne interessert i om røykeatferden endres når røykeren må røyke en sigarett med lav TNCO, dvs. Marlboro Prime. De lave verdiene av nikotin i røyken til Marlboro Prime oppnås delvis av ventilasjonshull i sigarettfilteret. Ved å lukke disse filterventilene med tape rundt filteret, fortynnes ikke røyken lenger med sidestrømsluft, og sigarettdesignet er litt annerledes.

Deltakerne vil røyke sitt "vanlige" merke Marlboro (dag 1). Etter den eksperimentelle dagen får de Marlboro Prime for røyking hjemme, så de blir vant til å røyke en "ny" sigarett. En uke senere gjentas forsøksdagen (dag 2) med denne sigaretten. Deltakerne kan overnatte, eller komme tilbake neste dag (dag 3) for å røyke Prime-sigaretten mens ventilasjonshullene til denne lav-TNCO-sigaretten teipes. Se opplegget i tabell 1.

Som i STS2016, er denne studien igjen rettet mot å måle røyking i en vanlig rytme uten å påtvinge det som har blitt gjort så langt , , . Med dette kan den naturlige røyketopografien per sigarett måles, i kombinasjon med respirasjonsparametrene ved å bruke en ikke-invasiv RIP-enhet. Ved å gi deltakerne Marlboro Prime-sigarettene før forsøksdag 2 og 3, kan de venne seg til å røyke dem hjemme for å utvikle "naturlig" røykeatferd.

Som under forrige studie følger prøvetakingen et prøvetakingsskjema (Figur 1). Oppsummert vil det i løpet av dagen bli tatt prøver av blod, utåndingsluft, urin og spytt for å måle nikotin, karbonmonoksid, men også andre sigarettrøykforbindelser, som aldehyder og deres metabolitter.

I fremtiden vil deltakernes personlige røykeregimer, og dermed deres personlige eksponeringer, etterlignes med maskinrøykeeksperimenter. Dette vil bli koblet til RIP-parametrene.

Oppmerksomhetspunkter som kom ut av STS 2016 inkluderer at røykere røykte mindre sigaretter enn forventet. Grunnen til det er, som de nevnte, at de ikke kan røyke i leiligheten, mens de røyker inne hjemme. En annen grunn var at de må røyke alene, mens det ofte er en medrøyker hjemme eller på jobb. Deltakerne opplevde ikke vansker eller endringer i røykeatferd på grunn av bruken av CRESS. De "øvde" alle på å røyke med CRESS kvelden før forsøksdagen. I denne studien vil 2 røykere bli invitert samtidig. Igjen, røykere må gå ut for å ta en røyk for å beskytte forskerne mot passiv røyking. Dette holdes så oppnåelig som mulig.

Hovedmål:

Er det en forskjell i naturlig røyketopografi mellom Marlboro, Marlboro Prime og Marlboro Prime tapet som fører til en annen eksponering for røykeren?

Sekundære mål:

Er det mulig å kartlegge personlige røykeprofiler med kun 4 tilfeldige sigaretter, som vist i forrige Smoking Topography Study 2016?

Er en annen røyketopografiprofil per røyker relatert til avvikende eksponering av vanlig røyk i luftveiene, for de forskjellige sigarettene?

Kan utåndingsluft fra røykere brukes som biomarkør for eksponering for VOC/aldehyder?

Er nivåene av nikotin og giftstoffer (metabolitter) i blod/urin endret i løpet av dagen og er knyttet til røykeatferden til de forskjellige sigarettene?

Studiedesign The Smoking Topography Study 2018 er en ikke-randomisert cross-over-studie med en enkelt gruppe, med en varighet på 3 måneder. Deltakerne vil besøke vår forskningsleilighet på Apart Hotel Randwyck, 1 dag i den første uken og 2 dager i den andre uken (tabell 1).

En eksperimentell dag starter klokken 08.00 og slutter klokken 19.00 (figur 1). De ulike studiedagene har nøyaktig samme oppsett med sigarettmerket røykt på dagtid som eneste forskjell. I denne studien er det viktig at deltakerne er i stand til å røyke sigaretter "ad libitum". Fordi det er umulig å overvåke denne røyketopografien hjemme, blir røyketopografien målt på et forskningssted. Derfor foregår denne studien i en leilighet på Hotel Randwyck i en hjemmekoselig atmosfære hvor det serveres standardiserte måltider og sigaretter kan røykes når og hvordan deltakeren ønsker det. Røyketopografien til hver røkt sigarett vil bli overvåket gjennom CRESSmicro-enheten, som registrerer draglengden, dragintervallet, dragstrømmen og dragvolumet. Videre er det nøyaktige tidspunktet for røyking (dvs. det øyeblikket sigaretten tennes) notert i tidstabellen for eksperimentet.

På grunn av dette oppsettet finner ikke røyketopografimålingene sted til oppsatte tidspunkter og derfor vil kun 2 deltakere per dag bli målt. Total varighet av studien vil være 3 måneder, inkludert 18 røykende personer (tabell 1).

Deltakerne er sine egne kontroller ved å måle baseline-prøver (t=baseline). Denne prøvetakingen finner sted ved ankomst, før den første sigaretten røykes. Deltakerne blir derfor bedt om å ikke røyke når de våkner, men vente ved ankomst til forskningsstedet. Disse grunnlinjeprøvene inkluderer innsamling av urin, utåndingsluft, blod, munnbytte og spytt.

Målet med en studiedag er å følge røykeren i hans personlige dagliglivs røykeplan. De kan røyke når de vil eller føle trang til å røyke. Derfor er prøvetakingstidspunktene og mengden sigaretter som røykes ukjent per deltaker (Figur 1). Til tross for de ukjente tidspunktene på forhånd, blir røyketopografien til hver enkelt sigarett i deres tilstedeværelse i forskningsleiligheten målt. Under hele forsøket brukes eksperimentell tid. Starten av eksperimentet (forventet å være rundt kl. 09.00) er starten på forsøksdagen, notert som tidspunkt 0. Dette er sannsynligvis kort tid etter grunnlinjemålingene.

Alle brukte sigarettsneiper samles i separate plastrør per deltaker med den eksperimentelle røyketiden notert. Fordi det er svært viktig å ikke forstyrre dagliglivets røykeplan, er forsøksdagen delt inn i tidsluker for urin og et fast tidspunkt for spyttprøvetaking.

Urin vil bli samlet ved baseline og i løpet av 2 tidsperioder. Det første tidspunktet inkluderer grunnlinjemålingen før den første sigaretten røykes. Deretter samles all urin mellom t=0 og t=5 timer i 1 begerglass og urin mellom t=5 og t=10 samles i et annet beger. Deltakeren blir bedt om å tømme blæren rett før tidslukene slutter. Dette resulterer i 3 urinprøver per deltaker.

Spytt og en munnbytte samles ved t=baseline, t=0 (umiddelbart etter den første sigaretten), t=5 og t=10. Dette resulterer i 4 spyttprøver og munnbytter per deltaker.

Utåndingsluften og blodprøvene samles inn før og umiddelbart etter røyking av en sigarett for å ha det mest nøyaktige målet knyttet til sigarettrøykingen. Røyketidspunktene er imidlertid usikre på grunn av det valgte oppsettet for denne studien. Men siden alle røykere inkludert røyker rundt 20 sigaretter om dagen, vil de minst røyke hver 2. til 2.5 time. Derfor brukes tidsperioder på 2,5 timer der den første sigaretten som røykes, til prøvetaking av blod og utåndingsluft, umiddelbart etter avsluttet røyking.

Ved baseline blir deltakeren bedt om å puste ut via nesemunnhetten på Owlstone (en pusteanordning) hvor den utåndede luften passerer adsorpsjonsrørene. Utåndingsluften like før og etter avsluttet røyking samles den første sigaretten (t=0). Det samme gjøres for sigaretter røykt mellom t=2,5 og t=5, mellom t=5 og t=7,5, mellom t=7,5 og t=10 og siste prøvetaking ved T=10. Dette resulterer i 7 utåndingsluftprøver per deltaker.

For å unngå flere punkteringer får deltakerne en perifer venekanyle ved baseline, hvoretter baseline-blodprøven tas ut. Neste blodprøve tas rett før og etter avsluttet røyking av den første sigaretten (t=0). Deretter er prøvepunktene like før og umiddelbart etter den første sigaretten mellom t=0 og t=2,5, mellom t=2,5 og t=5, mellom t=5 og t=7,5, mellom t=7,5 og t=10 og siste prøvetaking er ved T=10. For analyse av blodaldehyder vil det bli tatt en ekstra blodprøve fra kanylen ved baseline og umiddelbart etter den første sigaretten samt rett før og etter den første sigaretten etter t=5 og t=7,5. Dette resulterer i 13 blodprøvepunkter per deltaker.