综述:电子香烟气溶胶成分可调节莱迪希细胞(Leydig cells)的类固醇生成途径:来自实验模型的证据

时间:2026年3月15日
来源:Molecular and Cellular Endocrinology

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电子烟暴露通过氧化应激、炎症及线粒体功能障碍等机制影响睾酮合成,实验模型显示 rõ趋势,但人类研究数据有限且结论不一,需开展长期纵向研究明确临床意义及可逆性。

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阿迪·巴里·塞利斯(Ardie Barry Sailis)| 穆罕默德·阿尔法克里·马特·诺(Muhamad Alfakri Mat Noh)| 贝伊·芬(Bey Fen Leo)| 法里德·纳泽尔·法鲁克(Farid Nazer Faruqu)| 安妮·叶(Anne Yee)| 西姆·莫·辛(Sim Maw Shin)
马来西亚吉隆坡马来亚大学药学院药学生命科学系,邮编50603

摘要

电子香烟使用率的上升引发了对男性生殖系统和内分泌健康潜在不良影响的担忧,但其对睾酮调节的影响仍不明确。本综述批判性地综合了来自临床前体内和体外模型以及人类观察性研究的证据,以评估电子香烟暴露可能如何影响睾酮稳态和下丘脑-垂体-性腺轴的功能。在各种实验模型中,电子香烟气溶胶及其成分通过氧化应激、炎症信号传导、线粒体功能障碍、表观遗传修饰以及关键类固醇生成酶的抑制等机制一致性地损害莱迪希细胞(Leydig cells)的功能和睾酮生物合成。其中一些机制与可燃香烟暴露的影响重叠,而其他机制,特别是与气溶胶中的溶剂、调味剂和设备产生的金属相关的机制,则似乎更特定于电子香烟。相比之下,现有的人类证据仅限于横断面研究,结果并不一致;最大规模的人群研究未发现电子香烟使用者和非使用者之间的循环睾酮浓度存在显著差异。总体而言,这些证据支持电子香烟可能干扰睾酮类固醇生成的生物学可能性,但尚不足以确定其在人类中的因果关系。因此,本综述指出了关键的方法学空白,并强调了需要进行基于生物标志物的纵向研究,以确定电子香烟相关内分泌紊乱的临床意义和可逆性。

引言

电子香烟是一种电池供电的设备,可输送尼古丁而无需燃烧烟草(Benowitz等人,2021年)。目前,它们是最广泛使用的电子尼古丁输送系统之一(ENDS),主要是因为它们被认为比传统香烟更安全(Famiglietti等人,2021年)。ENDS包括一组设计、工作功率、气溶胶生成和尼古丁输送效率各不相同的设备,从而导致气溶胶组成、全身暴露和毒理学特征存在显著差异。早期一代设备(“类似香烟”的产品)功率较低,是一次性的或基于烟弹的系统,通常输送的尼古丁剂量较低(Ward等人,2020年)。第二代产品(雾化笔)提供可重复填充的储液器和可调电压,从而产生更多的气溶胶和更高的尼古丁暴露量(Voos等人,2019年)。更先进的储液器系统和可调节设备(“mod”)在更高功率下运行,允许用户控制电压和电阻,这会导致气溶胶温度升高和更多有毒物质的生成(Ward等人,2020年)。最近,基于烟弹的设备采用了尼古丁盐配方和优化的吸液设计,从而实现快速尼古丁输送并减少感官刺激(Cho等人,2024年)。
尽管电子香烟被宣传为潜在的戒烟辅助工具,但其长期有效性仍存在争议。一项系统评价得出结论,使用电子香烟与戒烟和减少吸烟量有关(Rahman等人,2015年)。然而,《新英格兰医学杂志》上发表的一项随机对照试验发现,提供免费电子香烟并不比常规护理或FDA批准的戒烟疗法更有效,而经济激励措施显著提高了戒烟率(Wallace & Foronjy,2019年)。一项研究表明,将标准化尼古丁或非尼古丁电子香烟的短期使用与咨询相结合,在52周时比单独咨询更能提高戒烟率(Filion等人,2025年)。尽管有这些发现,但仍有大量开始使用电子香烟戒烟的人会继续吸电子烟六个月或更长时间,从而导致持续暴露于气溶胶成分中(Butler等人,2022年)。虽然电子香烟常被视为相对于可燃烟草的危害降低工具,尤其是在成年吸烟者中,但建议在怀孕期间不要使用它们,而且其长期的内分泌和生殖影响尚未完全明确。
新兴数据还表明,在发育关键时期(包括青春期)可能存在脆弱性(Yayan等人,2024年)。许多使用电子香烟戒烟的人会持续吸电子烟很长时间,从而维持尼古丁依赖(Butler等人,2022年)。关于电子香烟使用对青少年健康影响的证据比成人更有限,鉴于全球使用率的上升,这一点尤其令人担忧(Salari等人,2024年)。
电子香烟通过加热“电子液体”(e-liquid)产生可吸入的气溶胶,这种液体通常由尼古丁、丙二醇(PG)、植物甘油(VG)和调味剂组成(Sahu等人,2023年)。PG和VG作为尼古丁和调味化合物的溶剂,通常混合使用以优化气溶胶的形成,较高的PG含量会产生更强烈的喉咙刺激感,而较高的VG含量会产生更密集的气溶胶云(Woodall等人,2020年)。
与可燃香烟不同,电子香烟不燃烧烟草,因此减少了焦油和多种燃烧产生的致癌物质的暴露(Baldassarri,2020年)。尽管没有烟草燃烧,电子香烟气溶胶仍含有多种已知的或可能的致癌物质,包括甲醛、乙醛和丙烯醛等羰基化合物,以及N′-硝基索尼科尼丁和4-(甲基硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮等烟草特异性亚硝胺(通常浓度低于可燃香烟),以及镍、铬、铅和镉等设备产生的金属,所有这些物质都具有基因毒性或致癌潜力(Ebersole等人,2020年;Miguel等人,2025年;Sahu等人,2023年;Salazar等人,2025年)。电子香烟产生的气溶胶主要由超细颗粒(<1 μm)组成,这些颗粒容易渗透到肺的肺泡区域,促进尼古丁和其他可溶性成分的快速全身吸收(Schraufnagel,2020年)。
电子香烟允许用户选择不含尼古丁或含尼古丁的液体,且尼古丁浓度范围广泛(Marques等人,2021年)。现代高功率设备和基于烟弹的系统可以输送与可燃香烟相当甚至更高的尼古丁剂量,从而实现更快和更有效的全身暴露(Sala & Gotti,2023年;Voos等人,2019年)。使用时,加热后的蒸汽凝结成细小的液滴气溶胶,被吸入后再次呼出,将残留的尼古丁、调味剂和其他化学成分分散到周围环境中(Stefaniak等人,2022年)。
人类的吸电子烟行为进一步调节了暴露程度。吸气持续时间、吸气频率、吸气间隔和设备功率共同决定了气溶胶的产生量和有毒物质的生成量(Soule等人,2023年)。与可燃香烟相比,电子香烟用户通常吸气时间较长,并可能进行间歇性或持续性的吸电子烟行为,从而延长了气溶胶的暴露时间(Sharma等人,2025年)。设备的多样性具有重要的毒理学意义(Forest等人,2022年)。功率输出、线圈电阻、温度以及尼古丁盐与游离碱配方的差异会影响气溶胶化学成分、羰基化合物的生成、金属的浸出和尼古丁的全身输送(Tran等人,2023年)。因此,在一个设备类别中观察到的内分泌效应可能无法推广到其他平台,特别是在比较低功率的早期一代设备和现代高功率或基于烟弹的系统时。
本综述中提到的临床前吸入研究试图通过重复的吸气周期、控制的暴露时间和全身或仅限鼻部的实验环境来模拟这些行为的关键特征,尽管完全复制人体解剖结构仍然具有挑战性。

文献搜索和研究选择

本研究采用叙述性综述的方法。在PubMed、Scopus和Web of Science中搜索了截至2025年12月的文献,以识别与电子香烟暴露和睾酮调节相关的研究。根据文章与莱迪希细胞功能、类固醇生成和HPG轴结果的相关性进行筛选。未考虑仅关注可燃香烟烟雾而不涉及电子香烟气溶胶的研究。对综述文章进行了审查以确定……

电子香烟对性健康的影响

性健康包括激素平衡、生殖能力、血管健康和心理性健康,这些都可能受到电子香烟暴露的影响(Montjean等人,2023年;Szumilas等人,2020年)。尼古丁(包括通过电子香烟输送的尼古丁)是一种强效的血管收缩剂,与勃起功能障碍有关(Montjean等人,2023年)。此外,电子香烟暴露引起的氧化应激和炎症也与精子参数的受损有关……

临床前证据(体外和体内研究)

睾酮主要由睾丸中的莱迪希细胞合成,在男性性功能、精子发生和第二性征的发育中起核心作用(Grande等人,2022年;Lei等人,2025年)。因此,莱迪希细胞类固醇生成的紊乱代表了电子香烟暴露可能影响男性生殖健康的一种生物学上合理的途径。
在体内和体外的临床前模型中,暴露于电子香烟气溶胶或其……

电子香烟可能影响睾酮调节的机制

下面描述的机制主要来自动物和体外研究,反映了尼古丁介导的效应、气溶胶成分引起的毒性以及与可燃香烟暴露相关的途径的结合。电子香烟暴露,由尼古丁和其他气溶胶成分驱动,可能通过多种相互关联的生物学途径干扰睾酮调节(图2)。
电子香烟暴露的内分泌效应可能有所不同……

睾酮失调的后果

所描述的生理后果代表了睾酮失调的已知结果,为解释实验系统中观察到的电子香烟相关睾酮信号紊乱如何转化为不良的生殖、代谢和神经行为效应提供了生物学上的框架。
睾酮失调会扰乱多个生理系统,其中生殖轴是最敏感的。

未来方向

由于几种涉及的途径也由可燃香烟中的尼古丁激活,未来的研究必须区分尼古丁介导的效应和气溶胶特有的毒性,以确定哪些内分泌后果是电子香烟暴露所特有的。这将需要包含直接比较组的标准研究设计,包括专门的电子香烟使用者、专门的可燃香烟吸烟者、使用无尼古丁电子香烟的用户以及非烟草/非尼古丁……

结论

电子香烟使用率的增加代表了一个公共卫生悖论。尽管普遍认为它比可燃烟草的危害小,但其内分泌和生殖效应仍不完全清楚。临床前证据一致表明,电子香烟成分(包括尼古丁、溶剂、调味剂和气溶胶中的金属)可以通过氧化应激、炎症信号传导和线粒体功能障碍等方式干扰睾酮类固醇生成。

作者贡献声明

穆罕默德·阿尔法克里·马特·诺(Muhamad Alfakri Mat Noh): 监督、资金获取。 阿迪·巴里·塞利斯(Ardie Barry Sailis): 撰写——综述与编辑、原始草稿撰写、可视化、方法学设计、调查、概念化。 贝伊·芬·莱奥(Bey Fen Leo): 监督。 安妮·叶(Anne Yee): 监督。 法里德·纳泽尔·法鲁克(Farid Nazer Faruqu): 监督。 西姆·莫·辛(Sim Maw Shin): 监督、资金获取

利益冲突

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。

生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本工作时,作者使用了ChatGPT(OpenAI)来辅助语言编辑。使用该工具后,作者根据需要审查和编辑了内容,并对发表文章的内容负全责。

资金声明

本工作得到了马来西亚高等教育部通过基础研究计划(FRGS/1/2020/SKK05/UM/02/1)和UMSC C.A.R.E基金(UMG010C-2022)的财政支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。

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