评估吸食水烟烟草的毒性

在全球范围内，三分之一的成年人或 12 亿人吸烟。 世界卫生组织 (WHO) 估计，全球每 10 名成年人中就有 1 人死于烟草，每年约有 600 万人过早死亡。 在美国 (U.S.)，吸烟每年导致超过 480,000 人死亡，其中包括近 42,000 人因接触二手烟而死亡。 在美国，烟草使用是导致疾病、残疾和死亡的最主要的最可预防原因。烟草研究倾向于关注香烟；然而，全球范围内水烟 (WP) 烟草使用的增加需要对其毒性的所有方面进行研究。 2005 年，WHO 呼吁更好地了解 WP 烟草吸烟。 2007 年，美国肺脏协会将吸食 WP 列为一种新兴的致命趋势。 WP 烟草的使用与慢性阻塞性肺病 (COPD)、心脏病、肺癌、口腔癌和食道癌的风险增加有关。

COPD 是导致气流阻塞的主要公共卫生问题。 在美国，烟草烟雾是 COPD 发展的关键因素，COPD 是 2014 年美国第三大死因。 WP 吸烟会降低成人的呼吸生活质量。 研究发现，通过用力呼气量 (FEV1)、用力肺活量 (FVC)、FEV1/FVC 和用力呼气流量 (FEF25-75%) 衡量，吸食 WP 后的肺功能受损。 调查因吸食 WP 而导致的急性心血管损伤标志物的研究表明，心率、收缩压和舒张压显着增加。

2014 年，美国食品和药物管理局 (FDA) 启动了对 WP 烟草的监管。 FDA 建议 WP 烟草制造商向 FDA 披露其产品的成分并报告有害和潜在有害成分 (HPHC)。 一项审查研究表明，WP 烟草烟雾中的 HPHC 暴露量比香烟烟雾高 10-100 倍。 为了向 FDA 通报 WP 烟草产品的监管情况，并减少其使用的危害，研究人员提出了一个自然环境中的水烟项目，以确定 WP 吸烟习惯对生理损伤标志物以及毒物和致癌物生物标志物的不同影响.

在全球范围内，WP 用于非洲、亚洲、中国、印度和中东。 美国的青少年和年轻人正在尝试吸食 WP。 2014 年美国全国大学健康评估 II 发现，近三分之一的美国本科大学生（38.2% 的男性和 31.4% 的女性）报告曾使用过 WP 烟草，11.6% 的男性和 8.3% 的女性报告当前使用（过去 30 天）。 在高中生中，2013 年美国全国青年烟草调查显示，15.1% 的男孩和 13.5% 的女孩报告曾使用过 WP。

WP（水烟）由头部、身体、软管和水罐组成。 烟草被放置在头部并用穿孔铝箔覆盖以允许空气流动。 燃烧的木炭放在铝箔的顶部。 通过 WP 软管深吸后，吸力迫使热空气通过头部，加热和燃烧烟草以产生烟雾，这些烟雾被压入 WP 主体，进出密封罐中的水，并通过软管进入吸烟者的口腔和呼吸系统。 除了来自 WP 烟草的排放物外，吸烟者还会吸入木炭排放的有毒物质。 木炭燃烧会极大地产生苯、一氧化碳 (CO) 和致癌物质。 一氧化碳是一种烟雾毒物，会降低血液向包括大脑在内的各种器官输送氧气的能力，并可能导致头晕、头痛、晕厥和恶心。

市售无炭电加热 WP 头。 用户对这款设备感到满意，因为他们除了享受减少危害的感觉外，还不必处理炭火中有害的琥珀和灰烬。 WP 吸烟者通常在 WP 罐中使用室温水。 然而，其他液体介质越来越受欢迎。 根据传闻，“在可湿性粉剂罐中加入冰块对吸入的烟雾有令人愉快的冷却效果”。 吸烟者在家里练习加冰块，水烟休息室为顾客提供额外收费的选项。 WP 烟草烟雾中的有毒化学物质包括可替宁，这是一种成瘾药物尼古丁的代谢产物； 4-(甲基亚硝基氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇(NNAL)和NNAL-葡糖苷酸(总NNAL)；肺癌致癌物 4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮 (NNK) 的代谢物； 1-羟基芘 (1-HOP)，一种具有遗传毒性的致癌物芘的代谢物；和 S-苯硫醇尿酸 (SPMA)，一种人类血液毒素和致白血病苯的代谢产物；和呋喃-BDA-NAL，一种致癌物呋喃的代谢物。

方法。将比较第一次排空 WP 吸烟者尿液样本中的呼出 CO、肺功能、血压、心率和呼吸频率，以及可替宁、NNAL、SPMA 和 1-HOP 的尿液水平，以及 WP 吸烟时段后的早晨跨越 3 种吸烟习惯。 调查人员将招募 50 名成年男性和女性只吸烟 WP 的样本和 25 名男性和女性非吸烟者的对照样本。 将通过来自加利福尼亚州圣地亚哥县社区的随机拦截屏幕访谈招募参与者并确定参与者资格。 在为期 3 周的研究期间，WP 吸烟者将在 3 个独立的会议期间吸食 Starbuzz 的一个 WP 烟草头（10 克），并在每次会议之前在他们家中的自然环境中进行 7 天的洗脱期：第 1 周 - 第 1 次会议，WP吸烟者将在 WP 罐中使用 1 个快速点燃的木炭和室温水吸烟，第 2 周-第 2 节，WP 吸烟者将使用 1 个快速点燃的木炭吸烟，但在 WP 罐中的水中加入冰块，第 3 周-会话3、WP吸烟者使用电动WP头和常温水吸WP烟草而不带木炭。 调查人员将收集以下表格： a) 烟草使用史； b) 3 周的烟草使用和接触日记； c) WP 吸烟日和暴露表；并将测量 d) CO 暴露：Micro+ Smokerlyzer® CO 监测器将用于每次吸烟前后两分钟的呼出 CO 监测； e) 每次吸烟前后进行肺功能测试和测量血压、心率和呼吸频率； f) 6 个第一晨尿样本：在 3 个会话之前和之后测量尿可替宁、NNAL、1-HOP、SPMA 和呋喃-BDA-NAL。 将努力招募相同的男性和女性样本。 在适用的情况下灵活安排学习活动。 奖励按比例分配将适用于已完成的活动。

为期 3 周的研究期：包括 3 次 WP 吸烟课程和 7 天的洗脱期

WP 吸烟会议 1。第 1 天 - 办公室访问：办公室访问预计需要 60 到 90 分钟，潜在参与者将接受学习活动方面的培训。 征得同意，填写研究表格，提供表格、尿杯等研究相关材料。 将安排 3 次 WP 吸烟课程和相应的家访。 唾液测试：在 PI 的培训下，RA 将使用 NicAlert，这是一种准确有效的商业半定量即时唾液可替宁测试，用于验证非吸烟状态，研究人员在之前的研究中成功使用了该测试。 将收集以下生理基线数据：肺功能、血压、心率和呼吸频率。 第 2 至 6 天：RAs 将在第 4 天通过电话联系参与者以确认遵守 7 次清洗期和日记，并在第 6 天提醒参与者在第 7 天收集第一次早​​晨尿液样本，以及安排一次 WP 吸烟会议的家访。 第 7 天：WP 吸烟会议 1. WP 吸烟者将提供一份早晨的第一份尿液样本并将其存放在冰箱（冷冻室）中。 WP 吸烟者将像往常一样使用水罐中的木炭和室温水吸食 WP 烟草（10 克）。 RA 将在结束吸烟前 2 分钟和结束吸烟后 2 分钟收集呼出的 CO 水平，然后测量肺功能、血压、心率和呼吸频率。 第 8 天：参与者将提供第一次晨尿样本。 RA 将提取 2 份尿样（冷冻在冷却器中以将其转移到研究中心实验室），并安排第二次 WP 吸烟会议家访，提供研究第 2 周的表格、尿杯包。 WP 吸烟课程 2。第 1 天到第 7 天与第 1 天相似，除了 RA 将在 WP 罐中添加一盘冰块和水。 RA 将安排使用无碳电加热 WP 头的培训课程。 WP 吸烟第 3 天。第 1 天到第 7 天类似于第 1 天，使用 WP 罐中的室温水，但使用无木炭电加热 WP 头而不是使用木炭。 在最后一次访问期间，即第 3 次吸烟后的第二天，RA 将与参与者面谈以完成疾病和医疗保健历史表，收集最后的尿液样本，并感谢参与者。