爱尔兰的研究人员表示,美国最近爆发的与电子烟相关的死亡和疾病,可能是由于一些不受监管的电子烟混合物中存在的维生素E添加剂的热解或热分解。研究小组发现,这一过程可以产生一种活性极高的有机化合物,其效果类似于第一次世界大战中的化学武器。

醋酸苯酯的热解产生一种剧毒气体,所以我想到维生素E醋酸酯可能具有类似的化学反应性

爱尔兰皇家外科学院的多纳尔·奥谢

自2019年9月以来,美国疾病控制和预防中心(CDC)记录了57例死亡和2600多例肺损伤病例,这些病例与含有四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)油的不受管制的电子烟混合物有关。最近的研究研究发现,早在七年前就有关于电子烟对健康影响的报道。解决神秘的电子烟死亡和疾病的初步报告表明,肺中脂质或油脂的积聚可能是罪魁祸首。

维生素E醋酸酯有蜂蜜一样的稠度,很快就被怀疑是化学物质的罪魁祸首因为它在许多THC和CBD配方中被用作增稠或稀释剂。它被认为是无毒的,用于维生素补充剂和护肤霜,但吸入它可能会导致健康问题。

然而,随着谜团的展开,10月份由布兰登·拉森亚利桑那州斯科茨代尔的梅奥诊所分析了17例与电子烟有关的损伤患者的肺活检。他的研究小组没有发现证据支持肺部积油是潜在原因的观点。但研究小组确实发现了化学烧伤的迹象,类似于暴露于有毒化学烟雾后发现的迹象。2

化学的秘密

这些报告引起了化学家们的兴趣丹·吴而且住奥谢爱尔兰皇家外科学院的研究人员在一份预印本中表明,维生素E醋酸酯确实是导致与电子烟有关的死亡和伤害的原因,该预印本目前正在接受同行评审。当分子在蒸汽装置中进行热解时,它会产生一种有毒气体,可以解释死亡、肺损伤和化学烧伤。

奥谢解释说:“我知道醋酸苯酯的热解会产生一种剧毒气体,所以我想到醋酸维生素E可能有类似的化学反应性。”“我订购了一些维生素E醋酸酯,我们进行的第一次质谱测试表明,我们的研究方向是正确的。”

通过质谱分析、计算计算和蒸汽装置的捕集实验——尽管在不能完全复制用户体验的条件下——研究小组发现,维生素E醋酸酯在热解过程中发生了转化烯酮.对灵长类动物的毒性研究表明,吸入酮酮具有类似的作用模式,并且与吸入工业化学物质光气一样有害,后者因在第一次世界大战中被用作化学武器而臭名昭著。测试还显示了在普通烟草烟雾中发现的致癌烯烃和苯。

显示化学结构的图像

来源:©D Wu and D F O 'Shea /CC BY-SA 4.0

维生素E醋酸酯可以在类似于电子烟的情况下转化为高活性气体烯酮,这一发现可以解释电子烟造成的伤害,这种伤害被比作化学烧伤

烯酮是一种无色有毒气体,具有强烈的穿透性气味,含量高时尤其令人讨厌。它会严重刺激眼睛和皮肤,如果被吸入会对肺部造成严重损害,这种损害可能会在接触后24小时后才会发生。对灵长类动物的动物研究表明,空气中最低致命浓度为200ppm,暴露在空气中10分钟后就会导致死亡。

进一步的证据

“这些发现很有趣,让我们对这个问题有了一个诱人的了解,”拉尔森评论道,他是梅奥诊所之前肺活检研究的资深作者。“我们的研究表明,这是对肺部的直接毒性损伤,类似于化学烧伤。这项新研究提供了一种可能的解释,可以弥补这一差距。维生素E醋酸酯热解产生的有毒副产品,比如酮酮,肯定会造成这种伤害,至少在某些情况下是这样。”

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来源:©D Wu and D F O’shea /CC BY-SA 4.0

根据实验和理论结果,提出了维生素E醋酸酯热解产物

上个月,疾控中心证实生物标本中含有维生素E醋酸酯从与电子烟相关的肺损伤患者中提取。虽然它的存在本身并不能证实与肺损伤的因果关系,但它进一步证明了维生素E醋酸酯在电子烟相关疾病中的作用。另一个研究小组的进一步研究得出结论,在51例可能或确认的电子烟损伤病例中,94%的患者的肺液样本中发现了维生素E醋酸酯。3.

然而,O 'Shea警告说,他最新研究的意义不仅仅是维生素E醋酸酯。他说:“电子烟装置内的温度相当于小型实验室热解装置,如果使用不当,可能会产生不可预见的后果。”“从电子烟混合物的其他成分中获得的热解产物,包括香料和添加剂,也需要进行研究,因为它们也可能产生有毒和致癌物质。”