电子香烟（电子香烟）的销售促进戒烟或减少成人吸烟。1然而，这些产品的社会影响力和营销策略显然也对儿童产生了影响，因为现在越来越多的青少年使用电子烟而不是传统卷烟。2 2016年，10年级学生过去30天使用电子烟的人数是吸烟人数的两倍多（11.0％比4.9％）。3个原因在青春期的电子烟使用的急剧增加有朋辈影响，诱人的味道，4和广泛的营销展示电子香烟更安全。5，6在产品网站上发现的常见信息是，电子香烟不会产生与传统卷烟相同的致癌剂。1

　　

　　尽管广告宣称，电子香烟的安全性仍存在不确定性。通过使用雾化尼古丁而不是燃烧烟草，电子香烟产生的毒素比吸烟更少。7然而，电子香烟包含添加剂和溶剂，包括丙二醇和/或甘油，加热时能形成致癌化合物。8 - 11这些和其他有毒化学品12可能会通过产生的蒸汽吸入。尽管在使用方式如何影响暴露方面存在一些争议，但一些来自成人的数据显示，这些毒物可以在电子烟使用者的尿液中检测到。13，14 重要的是，这些研究并不排除可能接触二手烟的参与者。

　　

　　据我们所知，青少年电子烟用户中没有有关毒物暴露的数据。然而，人们非常关注，因为在青春期接触毒物可能会导致比成年接触更大的伤害，因为一般而言易受毒物的急性和慢性影响，并且如果早期开始时会受到累积接触。15

　　

　　鉴于青少年电子香烟的迅速普及，迫切需要了解这些产品在青少年中的安全性，包括如何使用有助于毒物暴露的问题。在这项研究中，我们试图评估青少年与电子烟使用相关的某些致癌毒物的存在，并研究具体的行为模式如何影响毒物接触。

　　

　　

　　作为对电子烟对青少年影响的纵向研究的一部分，青少年（13-18岁）电子烟用户（在过去30天内使用电子烟产品≥1天，并且至少有10人终身使用情节）是通过使用传单和在线广告从旧金山湾地区招募的。研究设计和程序由加利福尼亚大学机构审查委员会审查和批准。

　　

　　为了捕获尼古丁暴露并调查毒物的存在，指示参与者在时间上接近（即，过去24小时）安排他们的基线预约以使用其电子烟。青少年从未受到过压力或指示使用电子烟，而在没有使用电子烟的情况下，任命被重新安排。签署同意书后，参与者完成了一项基线调查，包括有关人口统计学和电子烟使用行为的问题。参与者然后提供唾液样品中的可替宁测量值和尿液用于测量烟草特有的亚硝胺4-（甲基亚硝基氨基）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇（NNAL）和8种挥发性有机化合物（VOCs）的代谢物水平）。参与者收到30美元。

　　

　　标本还收集了20名年龄相当的对照青少年，他们在海湾地区公立医院的儿科诊所就诊，检测不出可替宁和NNAL，确认没有使用电子烟或尼古丁。这些青少年是另一项关于二手烟暴露的研究的一部分，其中收集尿液并分析NNAL和可替宁。

　　

　　

　　在加州大学旧金山分校的临床药理学实验室对唾液和尿样进行分析。采用液相色谱 - 串联质谱法分析唾液标本中尼古丁主要代谢产物可替宁的含量。16，17尿液分析NNAL，4-代谢物（甲基亚）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮，一个烟草特异性亚硝胺就是一种有效的致癌物质，13，18通过液相色谱-串联质谱法。18这是作为自我报告吸烟的辅助手段，并排除显着的二手烟草烟雾暴露（或暴露于大麻钝化），因为暴露后6-12周尿液中可检测到NNAL。19分析了一组8种有毒环境或烟草烟雾成分的VOCs的代谢物，包括苯（苯巯基乙酸[PMA]），1,3-丁二烯（4-羟基-2-丁烯-1-基 - 巯基（2-羟乙基巯基乙酸[HEMA]），丙烯腈（2-氰乙基巯基乙酸[CNEMA]），丙烯醛（3-羟丙基巯基乙酸[3-HPMA]），环氧丙烷（2-羟丙基巯基乙酸[2-HPMA ]），丙烯酰胺（2-氨基甲酰乙基巯基乙酸[AAMA]）和巴豆醛（3-羟基-1-甲基丙基巯基乙酸[HMPMA]）。20NNAL和VOC浓度均为肌酸酐标准化。21

　　

　　

　　人口统计变量包括种族和/或种族，性别和年龄。无论种族如何，确定为西班牙裔的人均被归类为此类人。本研究设计了一种电子烟使用量度，包括上次使用时间（用于计算自上次使用后的小时数），使用频率（过去一个月使用的天数），使用量（每天的平均会话时间使用天数，通过询问他们在每个工作日和周末日使用他们的设备多少次并且然后除以7），每个会话的4个类别的普通抽吸次数（1-4,10-10,10-15或> 15），每个会话的长度分为4类（1-2,3-5,6-10或> 10分钟），主要类型的电子烟用于4类（vape pen，modified，Juul等），电子烟是否含有尼古丁（总是，有时不确定，或从不），以及过去一个月消费的口味（水果，糖果，薄荷或烟草;是或否）。通过询问参与者是否在过去30天吸烟（是或否）来评估烟草使用。

　　

　　

　　根据报告的电子烟和卷烟使用情况以及尿液NNAL水平的组合，制定了三个类别。仅电子烟用户在过去30天内没有使用传统的燃烧卷烟，并且其尿液NNAL <1 pg / mL肌酐。根据我们的数据，我们使用每毫升肌酸酐1微克排除吸烟者，以区分在旧金山吸烟者与不吸烟者的青少年。22介于0和1 pg / mg之间的数值表示近期没有主动吸烟，既有过去吸烟也有轻微二手烟暴露，预计这两者都不会大幅增加VOC暴露。双重使用者报告在过去30天内除电子卷烟外还使用传统卷烟，并且必须使NNAL含量> 30 pg / mL的肌酸酐。我们选择了30 pg / mL的肌酸酐截留值，以确保主要暴露于燃烧过的烟草。为确保没有暴露于其他来源（包括电子烟??）的燃烧烟草或尼古丁，对照组必须具有低于定量限（即分别为0.25和1 ng / mL）的NNAL和可替宁水平。我们排除分析过去24小时内未使用电子烟的参与者，因为吸烟者中的大多数VOC（包括在此测试的VOC）23最后，用于创建分化良好的比较组的目的，我们也设定一个先验排除从分析对谁曾NNAL（即，1-29皮克/毫升肌酐）的中间电平的那些参与者，因为的真实来源曝光不清楚。团体定义的保守标准意味着电子香烟团体与双重用户群体明显不同，而电子香烟团体中发现的任何VOC都可以清楚地归因于电子香烟的使用。

　　

　　描述性统计用来描述社会人口和电子香烟使用，牛逼被用于连续变量的测试，以及Pearson的χ 2被用于分类变量的测试。由于偏斜，使用非参数Mann-Whitney U检验来比较自上次使用电子香烟和双用户以来小时数的分布情况。

　　

　　由于非正态分布，媒体报道了可替宁，NNAL和所有8种挥发性有机化合物。包括计划协变量（性别，种族和/或种族）的回归模型比较仅使用电子香烟的用户（参考组）与双重用户以及对数转换的VOC水平（8个模型）的控制。在电子香烟使用者中，皮尔逊的r被用于计算VOCs水平和电子烟使用特征之间的关联。对于任何揭示仅电子卷烟使用者和对照之间VOCs水平显着差异的模型，使用差异分析来检验所使用产品类型的VOCs，并且使用t检验来比较VOCs的存在或不存在使用的香料在过去的一个月里。

　　

　　虽然我们试图用NNAL消除暴露于钝器（与大麻混合的烟草），但我们不能排除吸食大麻的VOC在研究当天的潜在贡献。24因此，我们估计，并且测试了分别在第一组分析，包括计划的协变量（性别，种族和/或种族）显著数转化的VOC值的回归模型，与大麻使用的自我报告频率的额外的协变量。

　　

　　

　　筛选了386名青少年，发现有229名符合条件，180名同意参加。在24小时内口头报告使用情况后，29名参与者在调查中承认在过去24小时内未使用电子烟产品，因此被排除在分析之外。另外48名青少年的NNAL水平可能与实质性的二手接触或偶尔吸烟相一致（即每毫克肌酐为1-29 pg），按照我们上述的先验标准，排除在分析之外。最终的样本包括67个电子卷烟用户，16个双用户和20个控件。

　　

　　E-香烟仅用户报告使用他们的电子香烟12.8天（SD = 8.9）一个月25.5天（SD = 6.6），用于双重的用户（相比的平均P <0.001）（表1）。自上次使用电子卷烟（平均2:02小时）和双用户（平均：1：58小时; P > .91）之间的时间没有区别。在仅有电子烟的使用者中，唾液中可替宁的水平与过去30天使用电子烟的天数（r = 0.34; P <0.01）以及平均使用次数a天（r = 0.75; P <.001）。

　　

　　表格1  电子烟使用特征

　　

　　报告使用含尼古丁产品的“全部”或“某些”时间的电子香烟参与者的唾液可替宁水平显着高于“从不”使用或“不确定”，如果他们的电子烟中含有尼古丁，香烟（31ng / mL [SD = 130.8]对0.08ng / mL [SD = 0.38]; P <0.001）。在电子烟中使用尼古丁的电子烟参与者也更频繁地报告使用电子烟，平均每月使用15.1（标准差= 9.2）天，而7.6（标准差= 5.6）天（P < .001），平均每天使用2.5天（SD = 4.0），而使用天数为0.65（SD = 0.61）（P <0.01）。

　　

　　

　　苯（PMA），环氧乙烷（HEMA），丙烯腈（CNEMA），丙烯醛（3-HPMA）和丙烯酰胺（AAMA）的代谢物在尿液中的排泄量显着高于电子香烟使用者和对照组P <.05; 见表2 ; 图1）。与对照组相比，电子香烟使用者中5种挥发性有机化合物的代谢产物排出量显着增加（均P <0.05） <.05）：丙烯腈（比对照组高341％，但低于双用户327％），丙烯醛（比对照组高20％，但低于双用户11％），环氧丙烷（比对照组高51％）但比双用户低2％; 2-HPMA），丙烯酰胺（比对照组高30％，但比双用户低23％）和巴豆醛（比对照组高20％，但比双用户低7％ HMPMA）。

　　

　　表2  烟草专用亚硝胺和挥发性有机毒物的独特电子香烟用户与双用户和对照生物标志物

　　

　　我们重新计算了用于预测第一组分析中显着的5个对数转换的VOC值的5个回归模型，包括计划协变量（性别，种族和/或种族）的预测因子以及仅电子香烟用户与双重用户，大麻使用自我报告频率的另外协变量。在所有模型中，团体会员资格仍然是挥发性有机化合物价值（双用户>电子香烟用户）的静态重要预测因子，与独立于大麻使用频率的差异有关。

　　

　　

　　在仅电子烟用户中，5种挥发性有机化合物（即CNEMA，3-HPMA，2-HPMA，AAMA，HMPMA）的水平显着高于对照组中的水平与自上次电子烟以来的时间无关使用（P值范围从。53到。92）。与那些从未在他们的电子烟中使用过尼古丁或不确定的人相比，在他们的电子卷烟中全部或部分时间报告使用尼古丁的参与者的尿液CNEMA中位数水平显着较高（1.50比0.88 ng / mL肌酐; P = 0.05）和AAMA（71.5 vs 60.4 ng / mL肌酐，P = 0.05）。每天使用电子烟的平均次数与CNEMA水平的增加有关（r = 0.36，P < 0.05）= .003）。过去一个月的使用天数与电子香烟使用者中尿液VOC水平的任何增加（P值从0.21到0.72）无关。

　　

　　基于该类型产品使用的5种重要挥发性有机化合物的含量没有差异（F测试得分介于0.51至2.3之间; P值范围从。09 [对于2-HPMA]至0.67）。过去一个月报告使用水果风味的参与者的CNEMA水平高于未参与者（是：平均值= 10.4 ng / mL肌酐[SD = 21.7];否：平均值2.1 ng / mL肌酐[SD = 3.4]; P = .03）。赞成糖果者（P值范围为。33至。87），烟草（P值范围为。42至。87）或薄荷醇风味（P值范围为。09 [2 -HPMA]至。95）相比，那些谁没有。

　　

　　

　　据我们所知，这是第一个报告青少年电子烟用户中存在VOC毒物的研究。总体结果显示，青少年电子烟使用者与不使用同龄人相比毒品暴露量更高。仅青少年电子烟使用者的尿中检测到5种VOC毒物，其含量高达匹配对照的3倍，包括丙烯腈，丙烯醛，环氧丙烷，丙烯酰胺和巴豆醛的代谢物。双用户中有毒物暴露水平比只使用电子烟的人高出3倍。事后分析显示，在双用户中，VOCs水平与NNAL无关（P < 0.05）值介于。17到。81之间），这表明较高的VOC不仅是由于接触传统卷烟造成的。

　　

　　电子烟蒸气中有害成分的存在已经确立25 ; 我们现在可以说这些化学物质是在使用这些产品的人类青少年身上发现的。使用二手烟草烟雾暴露的数据得出的终身暴露于低水平VOCs的风险分析表明癌症风险增加，这可能适用于当前研究中的暴露。26当然，这是假设这些风险将持续存在，这尚未确定。值得注意的是，尽管电子香烟使用者对5种挥发性有机化合物的暴露程度明显较高，但对照组中也有可检测到的这些化学物质。事实上，人类接触环境来源的VOCs是无处不在的。27值得注意的是，仅电子卷烟用户检测到的VOC含量平均低于成人报告的含量。13，14，28例如，使用类似的方法，Pulvers等人14在独家电子烟用户中报告了以下中值水平：20.3ng / mg肌酸酐（相对于我们样品中的1.3ng / mg）的CNEMA，370.3ng / mg（相对于254.3ng / mg）的3-HPMA，2-HPMA （相对于28.8ng / mg），96.5ng / mg（相对于67.3ng / mg）的AAMA和251.6ng / mg（相对于148.7ng / mg）的HMPMA）为38.0ng / mg。然而，参与者报告在该研究中使用电子烟的频率更高（即过去30天为24.7天，平均每天使用天数为11.8次），而电子香烟的独家使用则基于自我报告只是，因为这是一个开关研究，其中NNAL水平不会有时间下降到非暴露水平。因此，成人中VOC的增加可能反映了更多的电子烟和/或燃烧产品的暴露。而且，与我们的研究不同，

　　

　　

　　毫不奇怪，仅使用电子烟的参与者报告说在所有或部分时间使用含尼古丁的产品与那些从未使用或不确定电子烟中是否存在尼古丁的人相比，可替宁水平显着较高。据我们所知，这是第一个报告青少年电子香烟使用者中可替宁水平的研究。在仅有电子烟的用户中，含尼古丁电子烟的用户中只有VOCs CNEMA和AAMA较高。非尼古丁产品使用者中使用尼古丁的3种其他重要和可能有毒的挥发性有机化合物的水平也同样高。因为许多青少年开始与不含尼古丁的产品电子烟的使用，这一点尤为重要4部分是因为他们觉得自己是安全的。29

　　

　　

　　根据所用产品的类型，毒品的含量没有显着差异。尽管使用各类产品的受试者人数很少，但我们参与者使用的三种主要类型的电子烟产品之间差异很大。鉴于电子香烟的成年用户中的排放，这揭示了品牌和产品类型，显著差异的研究结果25，30 - 32产品中的用户和可变使用模式的少数可能限制了检测小能力与产品之间的暴露相关差异。

　　

　　

　　有研究人员表示，某些调味剂可能比其他调味剂产生更高水平的有毒化学物质。32 - 35在我们仅有电子卷烟的参与者中，果味产品的使用产生了显着更高水平的丙烯腈代谢产物。这对青少年电子香烟的使用特别有意义，因为青少年使用电子香烟的主要原因之一是吸引人的口味。4此外，由于各种原因，包括与烟草有关的污名，有些人也可能认为水果味产品比烟草味产品更安全。事实上，在我们的电子烟用户中，水果口味是最受欢迎的选择，大约55％的电子香烟用户和67％的双用户报告最常使用水果口味。

　　

　　除了是第一个青少年电子香烟用户的尿液报告毒物水平，我们采用基于客观的生物标志物的严格标准与烟草从我们的电子接触到燃烧产物的任何证据排除与会者避免挥发性有机化合物的次要来源 - 仅香烟组。这项研究的另一个优势是使用年龄匹配的对照来说明环境暴露8种有毒物质的潜在比率。由于δ-9-四氢大麻酚的半衰期长，测试本身的局限性，我们没有专门测试大麻暴露，这是一个充满困难的任务。36，37尽管如此，我们的分析表明，我们的电子烟使用组所解释的VOCs变化不大可能被大麻使用而不是电子烟使用所解释。

　　

　　这项研究的其他局限性包括，参与者使用了各种各样的电子烟产品，因此，根据所使用的自我报告产品可能难以确定毒物暴露的变异性。然而，这加强了这项研究的外部效度，因为它提供了对青少年常用电子烟产品中发现的有毒物质的更真实世界的看法。我们也只测试了8种可能有毒的挥发性有机化合物，但可能还有其他重要的有害物质，包括甲醛，这些有毒物质可能会由电子烟产生，并可能对这些产品的青少年用户构成威胁; 然而，甲醛暴露难以在体内评估。25虽然本研究的重点仅限于电子香烟用户，但我们也有相对较少的确认（即使用NNAL）双用户。最后，与电子香烟和双用户相比，控制平均更有可能是女性和西班牙裔。然而，我们并不认为这在我们的VOC发现中发挥了作用，因为这些分析考虑到了性别，种族和/或种族。可能还有其他因素可能会影响VOC水平，但考虑到样本量，我们限制了我们在任何分析中包含的协变量的数量。需要进行更大规模的前瞻性研究来证实这里报告的发现，以测试近期使用大麻，并检查随时间推移的变化，或许有更复杂的匹配。

　　

　　

　　虽然电子烟蒸气可能比可燃卷烟危险性小，但VOC暴露量较低，但我们的研究结果表明，我们质疑电子烟蒸气是安全的。我们在电子烟用户中发现的许多挥发性有机化合物都具有致癌性，包括环氧丙烷，丙烯酰胺，丙烯腈和巴豆醛。13除了少数例外，这些有毒物质存在的产品是否含有尼古丁或调味料。因此，与传统卷烟一样，向青少年发送消息必须包含有关由这些产品产生的致癌化合物暴露于有毒物质的潜在风险的警告。

　　

　　

　　我们感谢Richard Ceballos III先生，Judy Gonzalez-Vargas夫人，Karma McKelvey博士，Michael Berry先生，Mark Thomas先生和Jerome Andres先生在数据收集和参与者招募方面的协助。我们也感谢Lisa Yu和Peyton Jacob III在生物标志物检测方面的帮助。我们感谢Trisha Mao，Ethan Yip，Lawrence Chan和Kristina Bello进行分析化学。我们感谢Judith Prochaska博士对早期草稿的反馈意见。

　　

　　

　　2018年1月23日接受。

　　

　　加利福尼亚大学旧金山分校加利福尼亚大学旧金山分校3333 California St，Suite 245，San Francisco，CA 94118，邮寄地址：Mark L. Rubinstein医学博士，邮寄地址：mark.rubinstein@ucsf.edu

　　

　　财务披露： Benowitz博士是多家药物公司的顾问，负责销售药物以帮助戒烟，并担任烟草公司诉讼的有偿专家证人。拉莫和鲁宾斯坦已经为制造烟草戒烟装置的胡萝卜公司咨询过; 而且Delucchi博士已经表示他没有与这篇文章相关的财务关系披露。

　　

　　资助：由美国国立卫生研究院（NIH）资助R21DA040718，P50 CA180890，P30 DA012393，S10 RR026437和TRDRP 24XT-0007资助。由美国国立卫生研究院（NIH）资助。

　　

　　潜在的利益冲突： Benowitz博士是多家制药公司的顾问，负责销售药物以帮助戒烟，并担任烟草公司诉讼的有偿专家证人。拉莫和鲁宾斯坦已经为制造烟草戒烟装置的胡萝卜公司咨询过; 并且Delucchi博士表示他没有潜在的利益冲突披露。

　　

　　

　　AAMA -2-氨基甲酰基乙基巯基乙酸

　　

　　CNEMA -2-氰乙基巯基乙酸

　　

　　电子香烟-电子烟

　　

　　HEMA -2-羟乙基巯基乙酸

　　

　　HMPMA -3-羟基-1-甲基丙基巯基乙酸

　　

　　NNAL -4-（甲基亚硝氨基）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇

　　

　　PMA -苯巯基乙酸

　　

　　VOC -挥发性有机化合物

　　

　　2-HPMA -2-羟丙基巯基乙酸

　　

　　3-HPMA -3-羟丙基巯基乙酸

　　

　　

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