烟草特有亚硝胺研究
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彭伟，李永东 更新日期:2003-12-23 中国雪茄123摘自云南红塔集团楚雄卷烟厂 自英国皇家医学会和美国军医总局别离于1954年和1964年宣布吸烟有害健康的陈述以来，吸烟与健康便变成言过其
彭伟，李永东 更新日期:2003-12-23
中国雪茄123摘自云南红塔集团楚雄卷烟厂 自英国皇家医学会和美国军医总局别离于1954年和1964年宣布吸烟有害健康的陈述以来，“吸烟与健康”便变成言过其实的世界性论题，全球日益高涨的反吸烟运动给世界烟草业带来无穷的压力。吸烟的确会对人发作有限的危害，医学界外或行业外人士的知道也往往是有限的，或许说往往是主观臆断的。但业界人员对此却不能视若无睹，更不能不以为然，需要以科学手法郑重其事地对待。以科学谨慎的依据弄清一些被过火烘托的现实，一起要积极采纳各种科技手法，致力于削减烟气中有害物质释放量。
烟气是一种极为杂乱的混合物，但只要0.6%的有害物质，其间仅有0.2%(60多种)是致癌和可疑致癌物，被IRAC(世界癌症研究协会)列入黑名单的物质有七类(多环芳烃、杂环芳烃、N-亚硝胺、芳香胺、醛、杂类有机物如丙烯腈和氯乙烯、无机物)。
烟气中的大部分物质环境空气中也有，如苯并[a]芘(B[a]P)，在城市空气、汽车尾气、厨房油烟、碳烤牛肉、烤制的咖啡以及生果、蔬菜和谷物成品中都有发现。但烟草特有亚硝胺（TSNAs）是个破例，是一类在烟草晒制、处理、发酵和燃烧过程中发作的致癌物质，在烟草成品、烟气、环境烟气(ETS)、无烟烟草和其它烟草成品比如雪茄及印度雪茄里边都判定出了这些物质。
下面侧重谈谈国表里对这类物质的研究状况。所列数据均引自有关文献。
TSNAs的致癌性及含量
现在世界上已发现有300多种N-亚硝胺对40多种动物有致癌性，但烟草成品和烟气中现已知道的只要以下八种：
N-亚硝基降盐烟碱(N- nitrosonornicotine, NNN)
4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(4- (N-methyl-N-nitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone, NNK)
N-亚硝基新烟碱(N-nitrosoanatabine, NAT)
N-亚硝基新烟草碱(N-nitrosoanabasine, NAB)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁醛(4- (N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)-butanal, NNA)
4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanol , NNAL)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁醇(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanol, iso-NNAL)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁酸(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)butyric acid, iso-NNAC)
其间NNN、NNK和NAT的含量高于其它几种。在人尿中判定出了NNAL，因而研究中常把它作为符号物。经过定量测定尿代谢物NNAL能够估量吸烟者对NNK的吸收量。下表是IRAC对上述八种TSNAs致癌等级的鉴定：
注：IRAC将致癌等级划分为1、2A、2B和3(致癌性顺次削弱)。
现在普遍以为TSNAs会使人患肺癌，特别是NNN和NNK。用啮齿动物研究标明，无论是喂养仍是打针，NNK均会致使肺部肿瘤－表皮细胞良性肿瘤，以及肺腺癌－恶性上皮瘤。研究标明在推陈出新过程中，NNK可使动物活体或离体的人体安排中DNA甲基化(从这种安排中分离出了O6-甲基鸟嘌呤)，分子生物学家以为在细胞遗传暗码中带有O6-甲基鸟嘌呤对DNA是一种化学危害，有也许致癌。IRAC的动物研究试验陈述则以为NNN也是一个会致使多种致癌风险成分。NNAL虽然在老鼠试验中是一个激烈的胰腺致癌物质，但在啮齿动物试验中也会致使肺腺癌。别的，美国国家科学院估量，天天抽一盒烟的吸烟者对TSNAs的触摸量是17毫克。
TSNAs的触摸路径有呼吸系统吸入、消化道吸收和肌肤触摸。吸烟或触摸环境烟气均会触摸到TSNAs。致癌性TSNAs均无安全阈值。
表2是IRAC发布的一些试验数据。
TSNAs的发作机理
普遍以为烟草成品中TSNAs发作的机理是烟草生物碱的天然亚硝化效果。新鲜烟草中TSNAs和亚硝酸盐含量极微，通常以为TSNAs的构成和堆集是发作在采摘以后和调制处理阶段。近期有一种假定，说是由于在此阶段微生物将硝酸盐还原为亚硝酸盐和其它含氮氧化物(NOx化合物)，然后与烟草生物碱效果而构成TSNAs(见图1)。对白肋烟草成品也有类似假定。但关于烤制型烟草的TSNAs发作机理也有别的不一样的假定，明火燃烧炉排放的气体直接进入了烤房，气体中的NOx自觉地与烟草中的生物碱发作反响构成TSNAs[1]。
现在通常以为是由于烟草中富含较多的含氮有机物及硝酸盐，以致于烟气中有较多的TSNAs。一些研究以为烟气中部分TSNAs发作于烟草中的烟碱、新烟碱。
但Fischer等人研究以为，关于硝酸盐含量较低的烟草，NNN不也许在燃烧过程中的高温条件下构成，NNK构成的也许性也极端细小[2]。
降焦与烟气TSNAs释放量的联系
“降焦减害”是业界外近年研究的热门课题。也许有不少人持这么的观念，降焦就能减害，减害是降焦的必然成果。这么的观念根本精确，但非肯定。例子之一即是烟气TSNAs释放量。
Fischer等人研究以为[2]，干流烟气中TSNAs和焦油的输出量并不呈有关联系，干流烟气中TSNAs的输出量取决于烟草中TSNAs的含量(这个含量与烟草自身亚硝胺含量及烟草类型有关)。他们在一些中低焦油卷烟中检查到了相对较高的TSNAs输出量。
Gray, Boyle在他们的一份备忘录中引述了表4的数据[3]。这些数据所标明的现实与Fischer等人的研究定论较为类似。
别的Fischer等人也研究了吸烟机抽吸参数对TSNAs输出量的影响[2]。他们的试验成果是抽吸曲线(puff profile)对TSNAs的发作量没有影响，抽吸持续时间(puff duration)没有显着影响(用发黑烟草卷制的光嘴卷烟在外)，抽吸容量和抽吸频率则有明显影响(呈正有关)。
下降烟气TSNAs释放量的办法
国表里文献报导了一些下降烟气TSNAs释放量的办法，下面简述。
(1)关于烤烟型烟草，Fischer等人研究发现[2]，在富含高浓度的亚硝酸盐叶片和下部叶片中检出的TSNAs浓度是最高的。并且以为土壤中的肥料对烟叶烘烤阶段TSNAs的发作量有直接影响。并且有研究陈述指出[4]，不管是烤烟仍是白肋烟，卷烟干流烟气中的TSNAs释放量均与烟叶中TSNAs含量呈明显的正有关。因而削减叶组配方中下部叶片的份额及削减大田施氮量是值得注意的两种办法。
(2)雷诺公司经研究后以为[1]，用热交换烘烤法替代明火烘烤法能够显着地削减烤烟中的TSNAs含量，并且不会改动烤烟的质量和抽特性。
但在选用上述两类这办法时要注意，干流烟气中多环芳烃(PAHs)的释放量却与烟叶中亚硝酸盐含量呈负有关，在下降TSNAs释放量的一起不能置PAHs的释放量于不管。
(3)戴亚、郭家明等人研究了从新鲜鸡血中获取出血红蛋白参加滤嘴后对烟气中亚硝胺的截留状况[5]，成果发现截留效果十分明显，到达50%摆布，并且对气相和粒相亚硝胺均有截留效果。他们选用的血红蛋白获取技术比较简略，且血红蛋白无害无毒较为安全。但也存在血红蛋白难于长期保持生物活性的疑问。
(4)还有研究陈述说[6]，在卷烟烟丝中高度分散地参加1%~3%的沸石类多孔资料以后，侧流烟气中的亚硝胺削减20%~55%，干流烟气中削减55%~89%，且卷烟口感不变。
(5)别的还有微波处理能够下降TSNAs一些报导。
TSNAs的检查办法
最终略为提一下文献中说到的几种TSNAs检查办法。
文献中现已报导的较为精确或许较便利的检查办法有分光光度法、改进型分光光度法、气相色谱-热能剖析法(GC-TEA)、气相色谱-质谱法(GC/MS)、液气相色谱-质谱法-质谱法(HPLC/MS/MS)。后三种办法所用仪器较为贵重。最终一种是现在较好的剖析办法，疾速、简略、精确、活络。改进型分光光度法也是一种正在不断完善的疾速、精确的剖析办法。
[参考文献]
[1] David M. Peele, Marvin G. Riddick, and Mike E. Edwards, R.J. Reynolds Tobacco Company, Avoca Division, Merry Hill, NC, 27957; and Jeff S. Gentry and Timothy B. Nestor, R. J. Reynolds Tobacco Company, Winston-Salem, NC, 27102. FORMATION OF TOBACCO SPECIFIC NITROSAMINES IN FLUE-CURED TOBACCO.
http://www.ustobaccofarmer.com/nitrolinks.html
[2] S.Fischer, B.Spiegelhalder, S.Pfundstein.Exposure to tobacco specific nitrossamines by the different habits of tobacco use, examination og transfer rates and the influence of smoking habits.
[3] Gray, Boyle.THE FAILURE OF THE LOW TAR PROGRAMME AND THE VOLUNTARY AGREEMENT IN THE UK.
[4]刘立全译.TSNA释放量与配方叶构成分之间的联系. 烟草科技,2002,(1):29~30,37
[5]戴亚,郭家明,肖怡宁等.血红蛋白的获取及下降卷烟烟气中N-亚硝胺含量的开始试验.烟草科技,2001,(1): 19~21
[6]王英,沈彬,朱建华等.选择性去掉卷烟烟气中亚硝胺的研究.环境化学,2000,(3):280~286.
[7] www.dkfz-heidelberg.de/tox/biomonit.html. Biomonitoring of the exposure to tobacco products.
[8]Health Canada – Official Method, No.T-111.Deternimation of Nitrosamines in Mainstream Smoke.
烟气是一种极为杂乱的混合物，但只要0.6%的有害物质，其间仅有0.2%(60多种)是致癌和可疑致癌物，被IRAC(世界癌症研究协会)列入黑名单的物质有七类(多环芳烃、杂环芳烃、N-亚硝胺、芳香胺、醛、杂类有机物如丙烯腈和氯乙烯、无机物)。
烟气中的大部分物质环境空气中也有，如苯并[a]芘(B[a]P)，在城市空气、汽车尾气、厨房油烟、碳烤牛肉、烤制的咖啡以及生果、蔬菜和谷物成品中都有发现。但烟草特有亚硝胺（TSNAs）是个破例，是一类在烟草晒制、处理、发酵和燃烧过程中发作的致癌物质，在烟草成品、烟气、环境烟气(ETS)、无烟烟草和其它烟草成品比如雪茄及印度雪茄里边都判定出了这些物质。
下面侧重谈谈国表里对这类物质的研究状况。所列数据均引自有关文献。
TSNAs的致癌性及含量
现在世界上已发现有300多种N-亚硝胺对40多种动物有致癌性，但烟草成品和烟气中现已知道的只要以下八种：
N-亚硝基降盐烟碱(N- nitrosonornicotine, NNN)
4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(4- (N-methyl-N-nitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone, NNK)
N-亚硝基新烟碱(N-nitrosoanatabine, NAT)
N-亚硝基新烟草碱(N-nitrosoanabasine, NAB)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁醛(4- (N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)-butanal, NNA)
4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanol , NNAL)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁醇(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanol, iso-NNAL)
4-(甲基亚硝胺)-4-(3-吡啶基)-丁酸(4-(N-methyl-N-nitrosamino)-4-(3-pyridyl)butyric acid, iso-NNAC)
其间NNN、NNK和NAT的含量高于其它几种。在人尿中判定出了NNAL，因而研究中常把它作为符号物。经过定量测定尿代谢物NNAL能够估量吸烟者对NNK的吸收量。下表是IRAC对上述八种TSNAs致癌等级的鉴定：
注：IRAC将致癌等级划分为1、2A、2B和3(致癌性顺次削弱)。
现在普遍以为TSNAs会使人患肺癌，特别是NNN和NNK。用啮齿动物研究标明，无论是喂养仍是打针，NNK均会致使肺部肿瘤－表皮细胞良性肿瘤，以及肺腺癌－恶性上皮瘤。研究标明在推陈出新过程中，NNK可使动物活体或离体的人体安排中DNA甲基化(从这种安排中分离出了O6-甲基鸟嘌呤)，分子生物学家以为在细胞遗传暗码中带有O6-甲基鸟嘌呤对DNA是一种化学危害，有也许致癌。IRAC的动物研究试验陈述则以为NNN也是一个会致使多种致癌风险成分。NNAL虽然在老鼠试验中是一个激烈的胰腺致癌物质，但在啮齿动物试验中也会致使肺腺癌。别的，美国国家科学院估量，天天抽一盒烟的吸烟者对TSNAs的触摸量是17毫克。
TSNAs的触摸路径有呼吸系统吸入、消化道吸收和肌肤触摸。吸烟或触摸环境烟气均会触摸到TSNAs。致癌性TSNAs均无安全阈值。
表2是IRAC发布的一些试验数据。
TSNAs的发作机理
普遍以为烟草成品中TSNAs发作的机理是烟草生物碱的天然亚硝化效果。新鲜烟草中TSNAs和亚硝酸盐含量极微，通常以为TSNAs的构成和堆集是发作在采摘以后和调制处理阶段。近期有一种假定，说是由于在此阶段微生物将硝酸盐还原为亚硝酸盐和其它含氮氧化物(NOx化合物)，然后与烟草生物碱效果而构成TSNAs(见图1)。对白肋烟草成品也有类似假定。但关于烤制型烟草的TSNAs发作机理也有别的不一样的假定，明火燃烧炉排放的气体直接进入了烤房，气体中的NOx自觉地与烟草中的生物碱发作反响构成TSNAs[1]。
现在通常以为是由于烟草中富含较多的含氮有机物及硝酸盐，以致于烟气中有较多的TSNAs。一些研究以为烟气中部分TSNAs发作于烟草中的烟碱、新烟碱。
但Fischer等人研究以为，关于硝酸盐含量较低的烟草，NNN不也许在燃烧过程中的高温条件下构成，NNK构成的也许性也极端细小[2]。
降焦与烟气TSNAs释放量的联系
“降焦减害”是业界外近年研究的热门课题。也许有不少人持这么的观念，降焦就能减害，减害是降焦的必然成果。这么的观念根本精确，但非肯定。例子之一即是烟气TSNAs释放量。
Fischer等人研究以为[2]，干流烟气中TSNAs和焦油的输出量并不呈有关联系，干流烟气中TSNAs的输出量取决于烟草中TSNAs的含量(这个含量与烟草自身亚硝胺含量及烟草类型有关)。他们在一些中低焦油卷烟中检查到了相对较高的TSNAs输出量。
Gray, Boyle在他们的一份备忘录中引述了表4的数据[3]。这些数据所标明的现实与Fischer等人的研究定论较为类似。
别的Fischer等人也研究了吸烟机抽吸参数对TSNAs输出量的影响[2]。他们的试验成果是抽吸曲线(puff profile)对TSNAs的发作量没有影响，抽吸持续时间(puff duration)没有显着影响(用发黑烟草卷制的光嘴卷烟在外)，抽吸容量和抽吸频率则有明显影响(呈正有关)。
下降烟气TSNAs释放量的办法
国表里文献报导了一些下降烟气TSNAs释放量的办法，下面简述。
(1)关于烤烟型烟草，Fischer等人研究发现[2]，在富含高浓度的亚硝酸盐叶片和下部叶片中检出的TSNAs浓度是最高的。并且以为土壤中的肥料对烟叶烘烤阶段TSNAs的发作量有直接影响。并且有研究陈述指出[4]，不管是烤烟仍是白肋烟，卷烟干流烟气中的TSNAs释放量均与烟叶中TSNAs含量呈明显的正有关。因而削减叶组配方中下部叶片的份额及削减大田施氮量是值得注意的两种办法。
(2)雷诺公司经研究后以为[1]，用热交换烘烤法替代明火烘烤法能够显着地削减烤烟中的TSNAs含量，并且不会改动烤烟的质量和抽特性。
但在选用上述两类这办法时要注意，干流烟气中多环芳烃(PAHs)的释放量却与烟叶中亚硝酸盐含量呈负有关，在下降TSNAs释放量的一起不能置PAHs的释放量于不管。
(3)戴亚、郭家明等人研究了从新鲜鸡血中获取出血红蛋白参加滤嘴后对烟气中亚硝胺的截留状况[5]，成果发现截留效果十分明显，到达50%摆布，并且对气相和粒相亚硝胺均有截留效果。他们选用的血红蛋白获取技术比较简略，且血红蛋白无害无毒较为安全。但也存在血红蛋白难于长期保持生物活性的疑问。
(4)还有研究陈述说[6]，在卷烟烟丝中高度分散地参加1%~3%的沸石类多孔资料以后，侧流烟气中的亚硝胺削减20%~55%，干流烟气中削减55%~89%，且卷烟口感不变。
(5)别的还有微波处理能够下降TSNAs一些报导。
TSNAs的检查办法
最终略为提一下文献中说到的几种TSNAs检查办法。
文献中现已报导的较为精确或许较便利的检查办法有分光光度法、改进型分光光度法、气相色谱-热能剖析法(GC-TEA)、气相色谱-质谱法(GC/MS)、液气相色谱-质谱法-质谱法(HPLC/MS/MS)。后三种办法所用仪器较为贵重。最终一种是现在较好的剖析办法，疾速、简略、精确、活络。改进型分光光度法也是一种正在不断完善的疾速、精确的剖析办法。
[参考文献]
[1] David M. Peele, Marvin G. Riddick, and Mike E. Edwards, R.J. Reynolds Tobacco Company, Avoca Division, Merry Hill, NC, 27957; and Jeff S. Gentry and Timothy B. Nestor, R. J. Reynolds Tobacco Company, Winston-Salem, NC, 27102. FORMATION OF TOBACCO SPECIFIC NITROSAMINES IN FLUE-CURED TOBACCO.
http://www.ustobaccofarmer.com/nitrolinks.html
[2] S.Fischer, B.Spiegelhalder, S.Pfundstein.Exposure to tobacco specific nitrossamines by the different habits of tobacco use, examination og transfer rates and the influence of smoking habits.
[3] Gray, Boyle.THE FAILURE OF THE LOW TAR PROGRAMME AND THE VOLUNTARY AGREEMENT IN THE UK.
[4]刘立全译.TSNA释放量与配方叶构成分之间的联系. 烟草科技,2002,(1):29~30,37
[5]戴亚,郭家明,肖怡宁等.血红蛋白的获取及下降卷烟烟气中N-亚硝胺含量的开始试验.烟草科技,2001,(1): 19~21
[6]王英,沈彬,朱建华等.选择性去掉卷烟烟气中亚硝胺的研究.环境化学,2000,(3):280~286.
[7] www.dkfz-heidelberg.de/tox/biomonit.html. Biomonitoring of the exposure to tobacco products.
[8]Health Canada – Official Method, No.T-111.Deternimation of Nitrosamines in Mainstream Smoke.
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