对呼吸系统的损害
(1)吸烟与COPD:吸烟是影响COPD发生发展的重要病因。我国40岁以上人群COPD患病率高达13.7%,其中COPD患者吸烟率为40.0%。COPD主要的病理学特征是气道的慢性、持续性炎症和肺气肿。烟草燃烧后会释放尼古丁、焦油、氢氰酸等有害物质,吸入肺部后能诱发周围气道和肺实质的炎性反应,激活炎性细胞,包括巨噬细胞、中性粒细胞等,释放大量炎性因子和炎性介质,也可激活与多种炎症因子调控有关的核转录因子(NE-κB),加剧气道炎症反应。烟雾中有害物质也能直达肺泡深部,造成气道上皮细胞受损,增加黏液分泌,抑制纤毛运动功能,降低气道净化功能。其中炎性介质IL-8是中性粒细胞(PMN)的强趋化剂和活化剂,引起PMN在肺部大量、持续聚集。PMN一方面释放弹性蛋白酶等多种蛋白水解酶,造成肺局部的蛋白酶-抗蛋白酶失衡,破坏自身组织结构,损伤肺组织和肺泡壁,最终导致肺气肿形成;另一方面引发呼吸爆发,释放大量氧自由基和花生四烯酸代谢产物,导致细胞膜通透性增高,引发肺组织的损伤。
一项动物实验表明,烟草烟雾能导致小鼠气道重构,缩小小气道管腔,诱发COPD的发生。吸烟所致氧化应激失调,是导致COPD患者血清炎性因子升高的主要原因。
此外,吸烟对COPD患者肺功能康复也将产生不利的影响,可能也与吸烟刺激炎性因子分泌、拮抗细胞免疫功能等因素有关。
(2)吸烟与支气管哮喘:气道炎症是支气管哮喘(简称哮喘)发作的一个重要特征,与白三烯和组蛋白去乙酰化酶2(HDAC2)蛋白表达密切相关。哮喘反复发作的重要病理基础是气道重塑。Ⅲ型胶原蛋白沉积是哮喘患者开始气道重塑的标志。转化生长因子β1(TGE-β1)能够刺激成纤维细胞向成肌纤维细胞的转化,促使纤维连接蛋白和胶原蛋白,尤其是Ⅲ型胶原蛋白在基底膜的沉积。
研究证实,吸烟可使致敏大鼠气道白三烯生成限速酶5-脂氧合酶及其mRNA表达增多,加重哮喘的气道炎症。有学者研究发现,吸烟哮喘大鼠气道壁厚度及Ⅲ型胶原蛋白和TGE-β1 mRNA表达水平均增高,因此推断TGEβ1 mRNA的过度表达导致气道上皮下Ⅲ型胶原蛋白沉积可能是吸烟导致哮喘气道重塑的途径之一。国外研究显示,吸烟哮喘患者应用白三烯受体拮抗剂孟鲁司特可明显改善清晨PEE值。吸烟可使致敏大鼠气道HDAC2蛋白表达水平降低,使其对炎症基因的抑制作用减弱,导致炎症基因转录增强和炎症蛋白表达增加,从而加重哮喘的气道炎症。
另有研究发现,吸烟致敏大鼠肺组织金属蛋白酶组织抑制因子1表达增强,特异性抑制基质金属蛋白酶9活性,抑制基质降解,引起基质沉积,可能是吸烟导致哮喘气道重塑的又一途径。
(3)吸烟与肺癌:肺癌是全世界最常见的癌症之一,也是癌症死亡的主要原因,肺癌是全世界男性癌症死亡的首要原因,而在女性中排第2位。世界卫生组织癌症研究机构最新发布的2020年全球癌症负担数据显示,全球新发肺癌220万例,死亡180万例;其中中国新发82万例,男性54万例,死亡71万例。在1912年,人们首次提出吸入烟草烟雾可能导致肺癌,烟草中的致癌物质需经过体内酶系统的代谢激活,形成亲电子产物,后者与DNA上的特异位点结合形成共价DNA加合物,导致基因突变。据Phillips等研究报道,发现DNA加合物水平与吸烟数量呈线性相关。还有一项动物实验证明,烟草烟雾的冷凝集物可强烈地、重复性地诱发大鼠和小鼠肺肿瘤。男性和女性吸烟习惯的差异反映了流行病学肺癌发病率的改变,随着女性吸烟增至与男性极为相似的水平,女性肺癌发病率也增加。
此外,烟草暴露强度与肺癌相对危险度之间存在量-效关系。吸雪茄或用烟斗吸烟也会增加肺癌风险,但可能比吸卷烟的风险低。一项队列研究对1546例只吸雪茄者和16228例不吸烟者随访了24年,结果显示,吸雪茄者的肺癌风险更高(RR 2.1,95%CI 1.1~4.1)。两者之间存在量-效关系:一天吸雪茄≥5支的男性患肺癌的风险较大。二手烟、三手烟也是肺癌的重要原因。二手烟属于环境烟草烟雾暴露(即被动吸烟),其强度远低于主动吸烟,但可能比主动吸烟开始得更早,暴露于致癌物的时间也更长。
在欧美国家,随着男性吸烟人数的下降,男性肺癌发病率先是达到平台,之后稍下降;女性肺癌发病率的增加明显延迟。
吸烟也与其他慢性肺疾病相关,包括感染结核病、肺炎球菌性肺炎、军团病、脑膜炎球菌病、流感、普通感冒以及呼吸性细支气管炎、肺间质疾病。