综述：保湿剂丙二醇和植物甘油在电子尼古丁输送系统中的毒性

《Toxicology Letters》：Toxicity of Humectants Propylene Glycol and Vegetable Glycerin in Electronic Nicotine Delivery Systems

电子烟中主要成分丙二醇（PG）和植物甘油（VG）的毒性机制及监管策略研究。通过系统分析PG/VG加热产生的副产物（如甲醛、乙醛等）及其对NF-κB/MAPK通路的激活作用，揭示其导致氧化应激、气道炎症及潜在致癌风险。研究指出PG/VG毒性独立于其他成分，建议通过限制PG/VG比例、控制加热副产物浓度、设定吸入阈值来完善监管。

　　电子烟作为近年来迅速发展的新型烟草制品，其使用方式与传统香烟有着显著的不同。电子烟通过加热含有尼古丁、调味剂以及其他添加剂的液体，产生可吸入的气雾，从而实现尼古丁的摄入。尽管电子烟最初被推广为帮助吸烟者戒烟的工具，但其在非吸烟人群，尤其是青少年和年轻成年人中的流行程度不断上升，引发了广泛的关注。电子烟的流行不仅与其便捷性和隐蔽性有关，还与市场上对电子烟的宣传策略密切相关。然而，随着电子烟使用的增加，其潜在的健康风险也逐渐显现，尤其是在其核心成分——丙二醇（PG）和植物甘油（VG）的长期影响方面，研究仍显不足。

PG和VG是电子烟液体中最主要的成分，它们作为溶剂，用于溶解尼古丁和调味剂等其他物质。由于PG和VG在食品工业中被广泛使用，并且被美国食品药品监督管理局（FDA）列为“普遍认为安全”（GRAS）的物质，因此在许多消费者眼中，它们被视为相对安全的成分。然而，这种认知可能忽略了它们在加热和吸入过程中的毒性变化。研究表明，当PG和VG被加热至一定温度时，会产生多种热降解产物（TDBs），其中包括甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、乙偶姻/二乙酰等化合物。这些物质不仅具有毒性，还可能对人体健康产生深远影响。

TDBs的形成与电子烟设备的使用方式密切相关。高功率的电子烟设备，尤其是具有“子欧姆”（sub-ohm）功能的设备，由于其加热温度较高，能够更有效地蒸发电子烟液体，从而产生更多的气雾。然而，这种高功率的使用方式也会导致TDBs的生成量增加，使得吸入的气雾中含有更高浓度的有害物质。此外，电子烟液体中PG和VG的比例也会影响TDBs的生成。较高的PG比例通常会导致更多的醛类化合物生成，而较高的VG比例则可能增加某些其他类型的降解产物。因此，电子烟液体的配方设计和使用方式在很大程度上决定了其潜在的健康风险。

TDBs对人体健康的危害主要体现在其对呼吸系统的影响。这些物质可以引起氧化应激，导致气道炎症，甚至增加患癌风险。氧化应激是指体内自由基的产生超过了抗氧化系统的清除能力，从而对细胞和组织造成损伤。气道炎症则是指气道内壁的炎症反应，可能导致咳嗽、气短、哮喘等症状。此外，TDBs还可能通过影响离子通道的功能，干扰呼吸道的湿润度调节，进一步加重呼吸系统的负担。这些效应不仅与TDBs的直接毒性有关，还可能受到其他化学物质的影响，例如尼古丁和调味剂。因此，电子烟气雾的毒性往往是多种成分相互作用的结果。

除了对呼吸系统的影响，PG和VG的吸入还可能引发其他健康问题。例如，一些研究指出，PG和VG的吸入可能会导致代谢性酸中毒。这是因为PG在体内代谢时会产生乳酸和丙酮酸等酸性物质，这些物质如果不能被有效代谢，可能会在血液中积累，从而影响身体的酸碱平衡。代谢性酸中毒是一种严重的健康问题，可能导致心脏功能异常、呼吸困难，甚至危及生命。此外，PG和VG的吸入还可能影响TCA（三羧酸）循环，这是细胞能量代谢的重要途径。TCA循环的异常可能进一步影响细胞的正常功能，甚至导致组织损伤。

鉴于PG和VG在电子烟液体中的重要性，以及它们在加热过程中可能产生的毒性物质，未来电子烟的监管需要更加关注这些成分的使用方式和安全性。目前，美国尚未对PG和VG的使用进行明确的限制，这在一定程度上使得电子烟产品的安全性难以得到保障。因此，制定针对PG/VG比例的规范、设定热降解产物的浓度上限，并建立电子烟气雾的暴露阈值，可能是降低其健康风险的有效措施。这些措施不仅可以减少电子烟用户吸入的有害物质，还能够帮助保护非吸烟人群，尤其是青少年，免受电子烟带来的潜在危害。

此外，电子烟的推广策略也值得深入探讨。许多电子烟品牌通过使用与植物相关的描述，例如“源自天然植物”或“植物甘油”，来增强其产品的吸引力，尤其是针对年轻消费者。这种营销方式可能在一定程度上误导了公众，使他们误以为电子烟是完全无害的。因此，未来的监管政策不仅需要关注电子烟液体的成分和使用方式，还应加强对电子烟产品宣传的管理，以避免对公众健康造成不必要的风险。

电子烟的长期健康影响仍然是一个亟待研究的领域。虽然目前已有大量关于电子烟液体中其他成分（如尼古丁和调味剂）的研究，但针对PG和VG本身的长期影响仍缺乏系统的数据支持。因此，进一步的研究工作应聚焦于PG和VG在人体内的代谢过程、其对器官和组织的潜在影响，以及在不同使用条件下的毒性变化。这些研究不仅可以帮助科学界更全面地了解电子烟的健康风险，还能够为制定更加科学和合理的监管政策提供依据。

总之，电子烟的使用虽然在一定程度上被认为是一种比传统香烟更安全的替代品，但其核心成分PG和VG在加热和吸入过程中可能产生多种有害物质，这些物质对人体健康构成了潜在威胁。未来的研究和监管应更加关注PG和VG的使用方式、其热降解产物的生成以及对呼吸系统的长期影响，以确保电子烟产品的安全性，并减少其对公众健康的不良影响。同时，加强公众教育，提高消费者对电子烟潜在风险的认识，也是降低其健康危害的重要手段。