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电子烟无害?大错特错!PNAS:研究证实电子烟雾有损DNA!

时间:2018-03-02 17:51 编辑:转化医学网 类型:健康要闻 阅读量:165

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导 读

电子烟(ECS)是一种模仿卷烟的电子产品,有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它是通过雾化等手段,将尼古丁等变成蒸汽后,让用户吸食的一种产品。然而,国内外均没有系统的电子烟安全性评估资料,因此,目前还不能确定电子烟会给使用者的健康带来哪些潜在风险,其所产生的二手烟,同样可能危及健康。近期有研究表明,ECS可损害小鼠重要器官的DNA,或有致癌风险!

ECS是含有烟碱或刺激性尼古丁的气雾剂。这类烟雾不含不完全燃烧产生的致癌性副产物和烟碱亚硝胺、尼古丁亚硝化产物,因此ECS一度被认为是安全的吸烟方法,同时也得到了推广。

现今ECS 仍被认为是非致癌物,但近期研究发现ECS可导致小鼠肺、膀胱和心脏的DNA产生不同程度的损伤,并且使肺中具有修复功能的DNA和蛋白质数量减少。这些作用与普通烟草中的尼古丁及其亚硝化产物的效果相似,因此ECS也可能增加人肺部细胞和膀胱细胞中的癌变。

该研究以《E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells》为题发表在2月份的《PNAS》上。

众所周知,绝大多数化学致癌物质,无论是直接作用还是通过代谢活化,都可导致DNA出现不同程度的损伤,如果这些DNA损伤未修复,就可能诱发突变,从而引发癌症。

研究人员直接对ECS暴露下的小鼠的不同器官的DNA损伤情况进行分析。

结果显示,小鼠的肺、膀胱和心脏中发现了致突变性的O6-甲基脱氧鸟苷、γ-羟基-1以及N2-丙酰脱氧鸟苷,同时肺中的DNA修复活性显着降低。进一步研究发现尼古丁及其代谢产物可增强体外人支气管上皮细胞和尿路上皮细胞的突变易感性和致瘤性转化。

研究人员发现,ECS中的尼古丁可在小鼠体内发生亚硝化,另外,ECS对小鼠肺和膀胱具有致癌性(暂未明了具体致癌物),并对鼠心脏有害。因此,于人类而言,ECS有可能引发肺癌、膀胱癌以及心脏病。

尼古丁和NNK在培养的人肺和膀胱上皮细胞中诱导γ-OH-PdG和O6-medG

尼古丁是ECS的主要成分。被人体吸收后绝大部分尼古丁被代谢成可替宁后排入血液并随后成为尿液的一部分,因此通常认为认为可替宁是无毒且无致癌的。

然而研究人员发现有一小部分的尼古丁可在体内代谢成亚硝胺,并进一步代谢成N-亚硝基壬基烟碱(NNN)和尼古丁衍生的亚硝胺酮(NNK),这些亚硝胺与肿瘤的发生紧密相关。NNK可进一步代谢并自发降解为甲基二氢氧化物(MDOH),吡啶基丁基衍生物(PBDs)和甲醛,而NNN可降解为羟基或酮基PBDs。

虽然尼古丁不能直接与DNA结合,但MDOH却会使DNA中的脱氧鸟苷和胸腺嘧啶甲基化。即使目前由亚硝胺诱导的甲醛和PBDs在体内的作用机理尚不明确,可以肯定的是它们都能在体外诱导DNA损伤。尽管ECS吸烟者的NNAL(NNK的异构体)水平比烟草吸烟者低97%,但其显着高于非吸烟者。

这一发现就表明,ECS的尼古丁可在人体发生亚硝化,而且可能致癌。另外,人类和动物细胞中的细胞色素p450酶可以将NNK,NNAL和NNN转化为不同的产物,这就说明ECS吸烟者血液中的亚硝胺的水平可能与实际尼古丁亚硝化的水平不符。也就是说,ECS吸烟者血液中的亚硝胺的水平可能比检测到的高得多。

ECS减少肺中的DNA修复活性

尼古丁和NNK降低了体外人肺和膀胱上皮细胞中的DNA修复活性和修复蛋白XPC和hOGG1 / 2水平

另一方面,研究人员确定了ECS对小鼠肺组织中的核苷酸切除修复(NER)和碱基切除修复(BER)这两种主要的DNA修复机制活性的影响。他们发现暴露于ECS的小鼠肺组织中XPC和OGG1 / 2的水平显着低于对照小鼠。这就进一步确定了ECS暴露小鼠的肺组织中DNA加合物形成和DNA修复活性之间的关系。结果显示,在肺组织中,ECS诱导的γ-OH-PdG和O6-medG DNA损伤水平是决定NER和BER活性的关键因素。

ECS在肺、膀胱和心脏中诱导出γ-OH-PdG和O6-medG加合物

总之,此项研究表明,ECS暴露的小鼠的肺、膀胱和心脏组织中可出现γ-OH-PdG和O6-medG加合物,引发DNA损伤,还可引起DNA修复活性的降低。基于这些结果,研究人员提出ECS或许是致癌的,而且ECS吸烟者比不吸烟者患肺癌、膀胱癌和心脏病的风险更高。因此,ECS并不是戒烟手段,仍需对其加强管制。

参考资料:

Hyun-Wook Lee, et al.E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells.PNAS 2018 February, 115 (7) E1560-E1569.

END

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