Estudo compara as potências cancerígenas dos cigarros eletrônicos com os cigarros

Estudo confirma que os cigarros eletrônicos possuem menos de 1% de risco

Os cigarros eletrônicos já eram considerados pelo menos 95% mais seguros do que os cigarros tradicionais de acordo com um estudo realizado pelo governo da Inglaterra desde Agosto de 2015, mas agora um novo estudo clínico desenvolvido pelo Dr. William Stephens da Universidade de St. Andrews na Escócia afirma que os cigarros eletrônicos são ainda mais seguros, chegando a apresentar menos de 1% dos riscos de desenvolver câncer quando comparados com os cigarros convencionais.

 

Resumo

Antecedentes A quantificação de danos relativos causados ​​pela inalação das emissões de aerossóis de produtos de nicotina vaporizada em comparação com o tabaco combustível é uma questão importante para a saúde pública.

Métodos
As potências do câncer de vários aerossóis que fornecem nicotina são modeladas usando análises químicas publicadas das emissões e seus riscos associados à unidade de inalação. As potências são comparadas usando um procedimento de conversão para expressar vapores de fumaça e cigarro eletrônico em unidades comuns. Os riscos de câncer ao longo da vida são calculados a partir de potências, usando estimativas de consumo diário.

Resultados
Os aerossóis formam um espectro de potências cancerígenas que abrangem cinco ordens de magnitude, do ar não contaminado à fumaça do tabaco. As emissões de cigarros eletrônicos abrangem a maior parte desse intervalo, com a preponderância de produtos com potências <1% da fumaça do tabaco e caindo dentro de duas ordens de magnitude de um inalador de nicotina medicinal; no entanto, uma pequena minoria tem potências muito mais altas. Esses resultados de alto risco tendem a estar associados a altos níveis de carbonila gerados quando energia excessiva é fornecida à bobina do atomizador. Amostras de um protótipo de dispositivo de aquecimento e não queima têm potências de câncer mais baixas que a fumaça do tabaco em pelo menos uma ordem de magnitude, mas potências mais altas que a maioria dos cigarros eletrônicos. Os riscos médios ao longo da vida diminuem na sequência: cigarros combustíveis >> calor não queima >>

Conclusões
Combinações ideais de configurações de dispositivos, formulação líquida e comportamento de vaping normalmente resultam em emissões de cigarro eletrônico com muito menos potência cancerígena que a fumaça do tabaco, apesar de existirem circunstâncias em que os riscos de câncer de emissões de cigarro eletrônico possam aumentar, às vezes substancialmente. Essas circunstâncias geralmente são evitáveis ​​quando as causas são conhecidas.

Introdução

A opinião é dividida sobre produtos de nicotina com vapor (VNPs), como cigarros eletrônicos (ECs) que aquecem produtos líquidos contendo nicotina e produtos que não aquecem (HnB) que aquecem tabaco. 1 2 O público em geral tende a ver os CEs “vaping” como igualmente ou mais prejudiciais do que fumar tabaco. 3 4 Mais evidências científicas abordando os fatores que levam a danos e, sempre que possível, a quantificação de seus efeitos são necessárias para informar os debates científicos e abordar a incerteza pública. 5

Tanto a fumaça do cigarro quanto as emissões de VNP (ou 'vapor') são misturas de partículas e gotículas de aerossóis em matrizes gasosas, mas cada uma é gerada por um processo diferente de diferentes precursores em diferentes faixas de temperatura. A nicotina não é cancerígena, mas os VNPs transferem uma carga de agentes cancerígenos conhecidos no aerossol. A avaliação da nocividade relativa de diferentes VNPs requer indicadores significativos de danos. As abordagens comuns incluem a análise de biomarcadores em fluidos corporais, estudos de toxicidade in vivo e in vitro e a avaliação do número de produtos químicos individuais que excedem um limite especificado de segurança. 6-10Os riscos à saúde do tabagismo foram estabelecidos há meio século por evidências epidemiológicas de morbidade e mortalidade associadas, mas pode levar vários anos até que essas abordagens possam avaliar definitivamente os danos dos VNPs. 11 Enquanto isso, os conselhos de saúde pública dependem de abordagens quantitativas químicas e toxicológicas para modelar os riscos do VNP.

Este estudo tem como objetivo (1) derivar um procedimento que supere o problema de conjuntos de dados de emissões incompatíveis, (2) reduzir as informações sobre risco carcinogênico representado por múltiplos compostos individuais a uma única variável latente (potência) que reflete o risco de câncer e (3) ) calcula as potências do câncer a partir de dados publicados de emissões e compara vários riscos de produtos de nicotina considerando as estimativas de exposição.

Metodologia

Emissões de fumaça e vapor

Os compostos das análises principais de fumaça são tipicamente relatados em unidades de massa (mg, µg, ng conforme apropriado) por cigarro. Menos análises de compostos perigosos nos VNPs foram publicadas e as unidades relatadas variam amplamente, geralmente como massa do composto por volume de vapor (geralmente como µg por N sopros, onde N varia de 1 a várias centenas de sopros de volume fixo). Alguns estudos relatam unidades de massa de tóxico / volume de precursor e-líquido, mas elas não estão incluídas neste estudo.

Protocolos diferentes de fumar em máquinas, supostamente simuladores de fumar em humanos, acrescentam outra complicação. O protocolo ISO (Organização Internacional de Padronização) extrai 35 mL por nuvem de fumaça, enquanto o protocolo do Departamento de Saúde Pública de Massachusetts (MDPH) extrai 45 mL e o protocolo Health Canada Intense (HCI) (intenso) extrai 55 mL (consulte suplementares on-line arquivo ). 12 Somente o volume é considerado aqui, não a taxa de retirada ou o intervalo entre as baforadas. O protocolo ISO deixa os orifícios de ventilação do filtro de cigarro desbloqueados, enquanto o MDPH bloqueia 50% gravando mais da metade da circunferência do filtro, e o HCI bloqueia completamente esses orifícios. O bloqueio da ventilação reduz a diluição do ar e aumenta as emissões; portanto, o protocolo do fumo e a ventilação do filtro são considerações fundamentais na comparação das concentrações de substâncias tóxicas na fumaça do tabaco com o vapor.

Conversão de tóxicos para fumo

Considerando N como o número de sopros em um experimento de fumar, S o volume do sopro e D a ventilação do filtro (ou seja, fração do fluxo de ar através dos respiradouros do filtro),



Onde  representa o volume de fumo não diluído e k é o protocolo de máquina de fumar para o i th amostra (cigarro). Para o protocolo ISO S = 35 mL e D varia de 0 a 1, para MDPH S = 45 mL e D é metade da ventilação do filtro e para o protocolo HCI S = 55 mL e D = 0.

A utilidade do parâmetro V ^* é ilustrada na figura suplementar online S1, na qual as concentrações de nicotina das várias experiências com máquinas de fumar são plotadas contra  . ¹⁴ O gráfico mostra forte correlação entre o volume de fumaça não diluído V ^* e a concentração de nicotina por cigarro (r ² = 0,93, p <0,01) com uma interceptação de regressão linear próxima à origem. A co-linearidade semelhante de V ^* sobre os principais agentes cancerígenos em consideração fornece um meio de expressar agentes cancerígenos como concentrações sob uma forma independente do protocolo de fumar em máquinas.



 

Onde  (µg / cigarro) é a massa por cigarro do j - ésimo agente cancerígeno no i - ésimo produto fumado à máquina usando o protocolo k .  é a concentração de cancerígeno em unidades de µg / mL na fumaça não diluída. Essa transformação expressa os tóxicos da fumaça do tabaco como concentrações no produto, em comum com os CEs. Além disso, o denominador V * é um bom proxy para a nicotina (veja a figura suplementar online S1 ). As emissões de HnB são tratadas da mesma maneira que a fumaça do tabaco. Tóxicos em vapores CE ( ), geralmente relatados como concentrações de massa / volume, precisam apenas de conversão para µg / mL, conforme apropriado.

Potência do câncer em aerossol

As agências de proteção ambiental avaliam dados toxicológicos, epidemiológicos e outros relevantes para os riscos a longo prazo da inalação de produtos químicos. ¹⁵ Valores de risco unitário para câncer foram publicados quando os dados são considerados adequados. ¹⁶ O risco unitário de inalação (U _j ) para o j - ésimo carcinógeno é definido como o risco excessivo de câncer ao longo da vida devido à exposição contínua por inalação a 1 µg do carcinógeno por m ³ de ar e é expresso em (µg / m ³ ) ^-1 . ¹⁵

A potência do câncer a partir da mistura de agentes cancerígenos na fumaça do tabaco pode ser estimada usando um modelo agregado que pondera o risco de cada unidade de inalação por sua concentração na fumaça não diluída



Da mesma forma, a potência do câncer de vapor de CE pode ser formulada como’



  e  são agregados de potências compostas individuais e são medidas do potencial carcinogênico de um dado aerossol. A proporção normalizada



é a potência do câncer de fumaça ou vapor em relação à fumaça média do tabaco e é o parâmetro adimensional usado para discutir a potência relativa abaixo.

Modelagem de exposição e risco

Métricas de exposição que refletem os padrões de uso humano são necessárias para converter potências em estimativas de risco para cada produto de nicotina. ¹⁷ Estudos sobre tabagismo geralmente relatam o número de cigarros por dia. Relatórios análogos de topografias de vaping CE incluem estimativas de volume de vapor inalado por dia. O vaping está associado a volumes maiores que o tabagismo, possivelmente resultando em maiores riscos relativos do que implícitos no espectro de potência. ¹⁷

O risco de câncer ao longo da vida ( ) para o i - ésimo cigarro, com base na exposição diária à fumaça (assumindo condições de HCI), leva em consideração os cigarros diários médios nas unidades de stick (d) e a taxa diária de respiração do ar (b), geralmente 20 m ³ ,


 

O mesmo procedimento é aplicado às varas de tabaco HnB.

Para a CE, o risco de câncer ao longo da vida ( ) Para o i th produto é a potência de aerossol escalonado pelo volume médio diário de vapor inalado  ,



 

O número médio diário de cigarros fumados foi de 13 em 22 países entre 2008 e 2014. ¹⁸ Em 2016, o consumo médio diário no Reino Unido foi de 12 cigarros, enquanto nos EUA em 2015 o número comparável foi 14. ^{19 20} Para este estudo, os cigarros por dia foram arredondados para 15, refletindo o baixo consumo diário nesses países. O mesmo número é aplicado à modelagem de HnB, consistente com os estudos de exposição no Japão (média de 10 varas / dia) e Polônia (média de 17). ^{21 22}

O volume médio diário de vapor de CE inalado ( ) foi relatado como 29,7 L / dia com base em medições usando 22 indivíduos em um período de 24 horas, mas esse resultado está associado a uma variabilidade considerável (DP 29,6). ²³ Um volume diário de 30 L é usado aqui para modelagem de risco, reconhecendo a grande incerteza envolvida. Também se calculou que o volume de vapor quatro vezes maior é inalado do que a fumaça do tabaco e isso é amplamente consistente com os valores adotados. ²⁴ Esse volume está dentro da faixa de uso diário de inaladores de nicotina. ²⁵

Fontes de dados

Onze compostos comumente relatados na fumaça do tabaco são classificados pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) como cancerígenos humanos (tipo 1) e outros sete como possíveis cancerígenos humanos (tipo 2B). Os riscos unitários de inalação para 14 desses agentes cancerígenos foram obtidos no banco de dados do Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA, Califórnia, EUA), complementado com um valor recomendado para a nitrosamina cancerígena 4- (metilnitrosamino) -1- (3-piridil) - 1-butanona (NNK) ( tabela 1 ) ²⁶


Concentrações de vários agentes cancerígenos importantes na fumaça do cigarro e no vapor do VNP foram obtidas a partir de estudos de cigarros, ^{14 27 28} um protótipo de dispositivo HnB ²⁹ e produtos da CE, variando de descartáveis ​​de primeira geração a clearomisadores e cartomizadores de segunda geração a mods de terceira geração e tanques. ^{7 A} resistência da bobina CE e a voltagem da bateria foram agrupadas quando relatadas. Esta compilação tem muitas lacunas onde alguns agentes cancerígenos não foram analisados. Após a remoção de duplicatas nos estudos e a omissão de emissões fora do estado estacionário (onde indicado), o conjunto de dados resultante continha 93 análises divididas em três subconjuntos. ³⁴ O subconjunto Goniewicz é a referência com 12 amostras de CE analisadas para sete agentes cancerígenos, incluindo carbonilas, compostos orgânicos voláteis (VOCs), nitrosaminas e metais. ⁷ As 81 análises restantes incluem concentrações para alguns compostos orgânicos (formaldeído, acetaldeído e ocasionalmente COV) e, portanto, produzem estimativas mínimas de potência, das quais 32 envolveram experimentos de aquecimento de bobinas aplicando múltiplas potências ao mesmo líquido no mesmo dispositivo (subconjunto de potência variável) . O restante (n = 48) é denominado subconjunto somente de orgânicos.

As emissões de agentes cancerígenos de um inalador de nicotina não aquecido representam um dispositivo aceito para uso médico. ^{7 O} ar ambiente é representado por um conjunto de análises que estabelecem uma linha de base de referência relativamente não contaminada para estudos de exposição a fumaça e vapor. ^38.

Resultados

Distribuição de potências de câncer

As potências de câncer foram calculadas para os conjuntos de dados usando as equações 3 e 4 após a conversão em unidades compatíveis de concentração (equações 1 e 2) e combinadas com os riscos unitários de câncer. A sequência de cálculo está resumida na tabela suplementar online  S1 . As concentrações médias, riscos unitários e potências de câncer para vários produtos de nicotina são apresentados na tabela 1 , e as potências de amostras individuais são apresentadas graficamente na figura 1 . Todos os resultados são normalizados com o valor médio da fumaça do tabaco e a plotagem dos resultados em um eixo logarítmico cria um espectro relativo de potência do câncer para os vários aerossóis contendo nicotina.

figura 1

Potência relativa do câncer modelada para formas comuns de liberação de nicotina. A potência é o agregado estimado usando as equações 3 e 4 e normalizado para a fumaça média do tabaco com risco de câncer definido como 1,0 (equação 5). Cada círculo ou elipse no gráfico representa a emissão de uma única amostra ou experimento na literatura revisada por pares. Ao todo, as emissões de 14 estudos revisados ​​por pares estão resumidas no diagrama (consulte o texto para fontes de dados). MS, fumaça convencional.


A fumaça coletada sob o protocolo ISO e convertida em volume de fumaça não diluído V * tem essencialmente a mesma potência que a coletada no HCI ( figura 1 ). Sem considerar a ventilação do filtro, as amostras ISO seriam amplamente dispersas, variando para potências aparentes de câncer muito mais baixas para as marcas mais ventiladas. A fumaça de tabaco HCI e ISO tem as mesmas distribuições após a aplicação da conversão V * ( figura 1 ), que indica que a fumaça de tabaco não diluída bruta ocupa uma faixa estreita no espectro de potência, independentemente do protocolo e define o limite superior das potências de câncer entre os produtos comuns de nicotina. países de alta renda.

O ar ambiente, essencialmente um aerossol não perigoso, define a extremidade inferior do espectro da potência do câncer, agrupando-se em torno de uma potência cancerígena de pouco menos de 10 a ⁵ da fumaça do tabaco. A potência do inalador de nicotina é de cerca de 10 a ⁴ da fumaça do tabaco ( figura 1 ), com metais contribuindo com> 70% de sua potência cancerígena.

As potências cancerígenas da CE são mais difíceis de definir e são altamente dispersas em comparação com os cigarros. O subconjunto Goniewicz, que analisa a maioria dos agentes cancerígenos previstos no vapor da CE, agrupa cerca de ~ 10 a ³ da potência da fumaça do tabaco ( figura 1 ). A preponderância de potências nos subconjuntos de energia somente orgânica e variável também cai nessa faixa, embora níveis mais altos de carbonila encontrados nesses dois subconjuntos estendam a faixa até a potência da fumaça do tabaco.

As potências cancerígenas do protótipo de HnB que aqueceu várias misturas de tabaco situam-se entre uma e duas ordens de magnitude inferiores à fumaça do tabaco, mas superiores à preponderância das emissões da CE ( figura 1 ).

Risco de câncer ao longo da vida

As Equações 6 e 7 estimam os riscos de câncer ao longo da vida pela exposição diária ( tabela 1 ). Os valores para ECs nesta tabela são baseados em uma compilação de dispositivos de primeira e segunda geração, porque a maioria dos tanques e mods de terceira geração foram usados ​​para experimentos de tensão variável. A média da CE inclui o subconjunto Goniewicz, complementado por análises de carbonila daqueles membros do subconjunto somente orgânico para os quais a geração do dispositivo pode ser identificada. A proporção de potência em relação à fumaça do tabaco para a média desses CEs é de 1,8 × ^10–3, enquanto o HnB tinha uma ordem de magnitude de potência relativa mais alta em 2,1 × ¹⁰⁻² . O risco excessivo de câncer durante toda a vida fumando 15 cigarros por dia é de 2,4 × 10 ⁻² , 5,7 × 10 ⁻⁴para a inalação de 15 HNB varas, 9,5 x 10 ^-5 para vaping 30 L a partir de células endoteliais com a potência normal e 8,9 x 10 ^-6 para a inalação de 30 L a partir do inalador de nicotina ( Tabela 1 ). Comparado com um inalador de nicotina, os riscos relativos são 11 para CE, 64 para HnB e ~ 2700 para cigarros, enquanto comparado com cigarros os riscos relativos são 0,024 para HnB, 0,004 para CE e 0,0004 para o inalador de nicotina ( tabela 1 ).

Classificação de agentes cancerígenos

Os carcinógenos de mais alto nível na tabela 1 para cigarros são 1,3-butadieno e acrilonitrila, representando mais de três quartos da potência do câncer, enquanto que para o HnB, o acetaldeído é o carcinogênico dominante, que, juntamente com o 1,3-butadieno , responde por quase três quartos da potência do aerossol. Para CEs, apenas o subconjunto Goniewicz inclui nitrosaminas e metais, além de carbonilas e VOCs. Os agentes cancerígenos mais bem classificados neste subconjunto são cádmio e formaldeído. Mesmo níveis muito pequenos de cádmio podem ter um efeito importante, devido ao seu risco unitário extremamente alto ( tabela 1 ), mas o cádmio não é detectado em todas as amostras e em outras está presente em concentrações muito próximas do nível do branco. ⁷ O formaldeído e o acetaldeído representam> 95% das contribuições dos compostos orgânicos para as potências do câncer neste subconjunto da CE.

Papel dos carbonilos na potência do câncer no vapor da CE

Dada a importância dos carbonilos como agentes cancerígenos no vapor de CE, a relação entre a voltagem da bateria e a geração de carbonil é explorada mais adiante na figura 2 . Vários estudos abordaram esse problema medindo as concentrações de carbonil sob várias condições experimentais. ^{31 32 34 37 39} Estes foram omitidos na modelagem de potência e risco da tabela 1 porque geralmente envolvem a aplicação de tensões além da faixa normal de uso. Esta figura mostra que as potências parciais de câncer atribuíveis ao formaldeído e ao acetaldeído são altamente variáveis. O subconjunto Goniewicz e algumas outras amostras de ambos os outros subconjuntos representam a faixa mais baixa de potências atribuível aos carbonilos. Outros dados indicam potências consideravelmente mais altas devido aos dois carbonilos, às vezes se aproximando e, para o formaldeído, até excedendo as potências parciais dos carbonilos na fumaça do tabaco ( figura 2 ). A maioria dos pontos de dados de alta potência na figura 2 foram de estudos que investigaram a formação de carbonila variando o calor da bobina do atomizador no mesmo dispositivo e variando a potência (watts) na interface fluido-bobina. Linhas sólidas na figura 2 conecte os vários poderes alcançados no mesmo experimento com a direção do aumento do poder indicada por uma seta. As maiores potências de câncer são comumente associadas a bobinas sujeitas às mais altas tensões aplicadas em qualquer experimento específico; no entanto, não existe uma relação consistente entre os dispositivos de potência carbonil e a taxa de transferência de energia térmica (watts) na bobina. Foi sugerido que essas condições operacionais de alta potência produzem 'sopros secos', ou seja, quando o fornecimento de líquido eletrônico à bobina de aquecimento é inadequado, produzindo um aerossol desagradável para inalar, embora haja uma relação causal exclusiva entre sopros secos e altas concentrações de aldeído têm sido questionadas. ^{40 41}


Figura 2

Potências relativas de câncer de formaldeído e acetaldeído no vapor de cigarros eletrônicos em comparação com a fumaça do tabaco, dispositivos de aquecimento e não queima, um inalador de nicotina e ar ambiente. Os valores são normalizados com a potência média dos mesmos agentes cancerígenos na fumaça do tabaco. As fontes de dados para cigarros eletrônicos são identificadas com símbolos diferentes (consulte a chave para fontes). O subconjunto de potência variável inclui todos os dispositivos usados ​​em experimentos para criar vapor a mais de uma potência do atomizador (watts). Linhas vermelhas sólidas conectam as potências de emissões para o mesmo dispositivo operado em potências diferentes com setas indicando a direção do aumento da potência. As linhas mostram que as potências cancerígenas do mesmo dispositivo podem variar em mais de duas ordens de grandeza para formaldeído e acetaldeído.


Discussão

Pontos fortes e limitações da modelagem de emissões

A precisão da modelagem das emissões pode ser avaliada comparando o modelo de risco ao longo da vida para o tabagismo com dados epidemiológicos para mortalidade relacionada ao tabagismo. Uma aplicação precoce desse modelo à fumaça do tabaco previa um risco excessivo de 1,6 × ^10-2 para um consumo diário de 20 cigarros medidos com o protocolo ISO. ²⁶ Isso diferiu do risco estimado de excesso de câncer de 7,9 × ^10−2, derivado dos dados de mortalidade de fumantes nos EUA em 1995. ¹⁴ Aplicando o mesmo modelo ao conjunto de dados de fumaça de tabaco do Center for Disease Control medido com o protocolo HCI ponderado pela corrente Os valores de risco unitário de OEHHA dobram o risco estimado para 3,3 × 10 ^{−2, em} média, em 48 produtos de cigarro (DP 3,5 × 10 ⁻³) para a mesma taxa de consumo diário. Esse acordo mais próximo se deve, em grande parte, ao uso do protocolo de fumo de máquinas HCI para emissões, sugerindo que essas estimativas independentes refletem as mesmas causas fundamentais de mortalidade.

O uso de emissões pode subestimar e superestimar o risco. A agregação de riscos para agentes cancerígenos individuais assume que cada agente cancerígeno inalado é totalmente absorvido e não são levados em consideração os mecanismos diferenciais e as taxas de liberação. Os riscos unitários são estimativas toxicológicas de limite superior que podem superestimar a potência verdadeira. ⁴² Se grandes volumes de carbonilos são gerados pelo uso da CE em circunstâncias normalmente não toleradas pelo homem (por exemplo, 'sopros secos'), então os níveis aparentes de alto risco podem não ser alcançados. ^40.

Uma agregação simples não explica o aprimoramento por interações sinérgicas entre componentes (mas também pode haver interações antagônicas). Alguns efeitos sinérgicos são bem conhecidos, geralmente entre fumaça de tabaco e partículas como amianto e sílica, mas estes são amplamente restritos à exposição industrial (embora as partículas de sílica tenham sido reconhecidas no vapor da CE). ^{43 44} Os valores de risco unitário não estão disponíveis para todos os agentes cancerígenos conhecidos e, portanto, não estão envolvidos na agregação que leva à subestimação. Além disso, apenas agentes cancerígenos classificados formalmente pelo IARC estão incluídos. Embora a fumaça do cigarro tenha sido minuciosamente investigada quanto a substâncias tóxicas por várias décadas, a CE ainda não recebeu o mesmo nível de escrutínio e alguns carcinógenos ainda precisam ser identificados, embora esses 'carcinógenos ausentes' precisem estar presentes em altas concentrações e / ou tenham altos riscos unitários para fazer uma diferença notável na potência e no risco da CE. Outras fontes de incertezas são as diferenças nos riscos unitários entre as autoridades de proteção ambiental e a suposição de que o risco é linearmente proporcional à dose sem limiar.

Outra limitação é a ausência de análises de carcinógenos na maioria dos estudos publicados de vapores de CE. Somente o subconjunto Goniewicz apresenta dados para a maioria dos agentes cancerígenos relevantes, e estes indicam papéis muito importantes para metais (especialmente cádmio) e formaldeído. A importância do cádmio como agente cancerígeno no vapor precisa de mais investigação, pois não foi detectado em níveis perigosos em outros estudos sobre o vapor. ^44–46 Também faltam na maioria dos estudos análises dos agentes cancerígenos da nitrosamina, principalmente NNK e N′-nitrosonornicotina (NNN), embora as potências calculadas a partir do subconjunto Goniewicz sugiram que esses são pequenos contribuintes para o risco ( tabela 1) De fato, a falta de dados para agentes cancerígenos em baixas concentrações ou com baixos riscos unitários pode ter pouco ou nenhum efeito significativo na potência e no risco modelados. Observe que os efeitos do tamanho de partícula não foram levados em consideração neste ou em estudos químicos anteriores deste tipo, mas são potencialmente significativos. ^{47 48}

As emissões de VNP e cigarro foram comparadas neste estudo usando concentrações de carcinógenos, enquanto a normalização para os níveis unitários de nicotina às vezes é preferida como estimativa da exposição humana. ^{49 A} nicotina tem uma forma desprotonada (de base livre) e duas protonadas, sendo a nicotina desprotonada a maior preocupação em termos de transferência de sangue. A fração da nicotina total na forma de base livre varia muito na fumaça do tabaco e no vapor da CE em grande parte em função do pH. ^{50 51} Se a nicotina de base livre pode ser um proxy útil para a exposição em aerossóis à base de tabaco requer mais pesquisas, assim como a relação entre as concentrações das várias formas de nicotina e a exposição a substâncias tóxicas nas emissões da CE.

Os biomarcadores para 1,3-butadieno e acrilonitrila em amostras de urina de usuários apenas CE indicam níveis semelhantes aos usuários de terapia de reposição de nicotina, em contraste com os altos níveis encontrados em fumantes. ^{10 Os} biomarcadores para os mesmos compostos diminuíram rapidamente em fumantes que mudaram para CEs a taxas semelhantes à abstinência de fumar por cinco dias. ⁵² Nenhum dos compostos é normalmente detectável no vapor da CE, mas ambos foram mostrados acima como responsáveis ​​coletivamente por mais de três quartos da potência do câncer na fumaça do tabaco. ⁵³ Essa estreita correlação entre emissões reduzidas nos vapores da CE e seus biomarcadores associados a dois dos carcinógenos mais importantes na fumaça do tabaco apóia o uso de emissões na estimativa de potência e risco.

Geração de carbonila

A preponderância das análises de CE conduzidas em tensões fixas ou recomendadas indica riscos relativamente baixos de exposição relacionados aos carbonilos ( figura 2 e  tabela 1 ), não obstante, a geração adicional de carbonil em potências mais altas tem uma grande influência na potência do câncer ( figura 2 ). Embora fatores como o equilíbrio de propileno glicol / glicerol e outros ingredientes e-líquidos, bem como o número de sopros, possam influenciar a formação de aldeído, o superaquecimento parece dominar. ^{34 54–56} De fato, as setas conectadas na figura 2 indicam que até metade da faixa de potência do câncer para CEs pode ser gerada a partir do mesmo líquido em um único dispositivo, variando apenas a potência. Isso implica que a maneira como um dispositivo é usado pode ser mais importante que o próprio dispositivo. A experiência sensorial desagradável de um 'sopro seco' pode significar que esses pontos de dados derivados de laboratório são replicados com menos frequência na exposição humana normal do que os dados de tabagismo apresentados na figura 2 . ^40.

Dispositivos de calor para não queimar

Dados de experimentos em um dispositivo HnB indicam potências e riscos de câncer menores que a fumaça do tabaco em mais de uma ordem de magnitude maior que a preponderância dos CEs operando em condições normais ( tabela 1 ). Essa descoberta é provisória, pois se baseia em um único projeto de protótipo de um único fabricante.

Ressalvas

Os valores de risco unitário ( tabela 1 ) indicam um papel potencialmente importante para os metais, mesmo em baixas concentrações. Os CEs são tipicamente dispositivos metálicos, principalmente o atomizador que normalmente é uma bobina metálica geralmente feita de nicrromo (liga NiCr) ou kanthal (liga FeCrAl). Outros componentes metálicos podem incluir condutores elétricos, cravos, conectores, solda, cartuchos e características estruturais do dispositivo, muitos dos quais mostram alguma evidência de corrosão ao longo do tempo em dispositivos pré-cheios. Vários artigos documentam níveis elevados de metais em líquidos e, ocasionalmente, o aerossol, mas ainda não há consistência nas emissões. ^{7 44 45 57}A falta de dados de metais para amostras que não sejam o subconjunto Goniewicz significa que alguns valores de potência do câncer para CEs neste estudo podem estar subestimados. Ainda menos se sabe sobre a especiação de metais no vapor de CE, apesar da importância de diferentes estados de valência e especiação molecular na toxicidade do fumo do tabaco. ^{58 59} Estudos mais detalhados de metais, especialmente Ni, Cr e Pb e sua especiação em uma ampla gama de produtos, podem levar a novas perspectivas sobre o potencial de câncer de metais nos vapores da CE.

A presença de partículas finas e nanométricas no vapor de CE foi recentemente demonstrada. ⁴⁸ Dada a maior área de superfície e a reatividade potencial das nanopartículas, se sua presença em vapores de VNP for confirmada como substancial, as estimativas de segurança para esses produtos poderão exigir reavaliação, principalmente em relação a câncer, doenças respiratórias e cardiovasculares, incluindo acidente vascular cerebral. ⁶⁰

A potência do câncer de vapor de segunda mão não foi abordada especificamente neste estudo. Os poucos experimentos publicados de vaping em segunda mão sugerem baixas potências de câncer, embora nenhum pareça envolver produtos que emitem níveis relativamente altos de carbonilas no vapor principal. ^{61 62}

Implicações para políticas e práticas

Os dados implicam uma gama considerável de riscos de câncer. Muitas emissões de CE têm potências de câncer dentro de uma ordem de magnitude de um inalador de nicotina, um produto geralmente considerado seguro. Não obstante, algumas emissões da CE tenderam a potências e riscos de câncer muito mais altos, alguns possivelmente se aproximando dos da fumaça do tabaco. De fato, a potência do câncer de formaldeído, o carcinogênico mais importante da CE, pode exceder a da fumaça do tabaco, especialmente nas configurações de potência mais alta de alguns experimentos com várias potências, mas a gama completa de potência relativa abrange quase quatro ordens de magnitude, com a grande maioria das potências sendo muito mais baixo que os cigarros combustíveis. É provável que dispositivos de terceira geração da quarta geração com potência de bobina ajustável estejam envolvidos nesses riscos mais altos. No que diz respeito à exposição involuntária,^63.

As conclusões deste estudo referem-se apenas aos riscos químicos do câncer e não representam outros efeitos cancerígenos, como os atribuíveis ao tamanho de partículas pequenas. Existem evidências de que os grandes diferenciais encontrados aqui entre as potências de câncer da maioria dos CEs e os da fumaça do tabaco podem ser menores para outras condições médicas que envolvem os sistemas cardiovascular e respiratório. ³⁷ Pesquisas futuras devem abordar essas lacunas.

O cálculo da potência do câncer para os VNPs foi aplicado a uma variedade de dispositivos que abrangem diferentes gerações adquiridas em diferentes países, mas não há alegação de que essas amostras sejam representativas de todos os produtos no mercado atual. À medida que o mercado de VNP continua a se expandir e diversificar, é necessário um melhor entendimento das origens e da transferência de aerossóis de carbonilas e metais para obter emissões da CE com potência carcinogênica consistentemente baixa. Esse entendimento pode levar a solicitações de restrições no design de dispositivos e formulações de e-líquidos, mas é provável que uma redução significativa no risco de câncer também possa ser alcançada mediante aconselhamento eficaz aos usuários da CE sobre aspectos genéricos dos dispositivos, seleção de bobina e recarga de líquidos, bem como vaping comportamento e manipulação do produto.


O que este documento adiciona

• As emissões de produtos de nicotina com vapor (VNP), incluindo cigarros eletrônicos, contêm substâncias cancerígenas, mas geralmente em concentrações mais baixas que a fumaça do tabaco.
• Cada agente cancerígeno contribui de forma quantificável para a potência e risco gerais do câncer.
• Usuários e formuladores de políticas precisam de evidências quantitativas sobre os riscos relativos de câncer decorrentes do uso de VNPs em comparação com o tabagismo.
• Estudos anteriores consideraram os agentes cancerígenos individuais em uma emissão; aqui é desenvolvido um método que modela as potências agregadas de câncer de todos os agentes cancerígenos medidos e supera as incompatibilidades nas convenções de relatórios de dados, permitindo a comparação direta das potências e riscos da fumaça do cigarro com as emissões de VNP.
• As potências do câncer abrangem cinco ordens de magnitude, criando um espectro que varia de ar não contaminado através de VNPs a fumaça de tabaco.
• A maioria das análises de cigarros eletrônicos indica potências de câncer <1% da fumaça do tabaco e <10% da de um protótipo de queimadura de calor, embora uma minoria de análises indique potências mais altas.
• As emissões altamente cancerígenas dos cigarros eletrônicos são evitáveis, devido em grande parte à escolha do usuário pela configuração do dispositivo, formulação líquida e comportamento de vaping, destacando a necessidade de maior conscientização do usuário e envolvimento pessoal na redução de riscos.

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