抽煙預(yù)防新冠的原理是什么

曾經(jīng)有一種流行觀點(diǎn):抽煙能預(yù)防新冠,就像黃桃罐頭防新冠的說法一樣。有些人對(duì)此深信不疑,有人將信將疑,也有人嗤之以鼻。

那么,抽煙真的能預(yù)防新冠嗎?能預(yù)防的話,原理是什么?加劇感染的話,原因是什么?


理由1:煙草顆粒構(gòu)成防病毒屏障。

微小的煙顆粒能均勻覆蓋在肺上皮外側(cè),形成一道屏障,阻止新冠病毒與上皮細(xì)胞表面的ACE2結(jié)合,從而預(yù)防新冠感染。

這個(gè)理由無疑站不住腳。煙草燃燒的成分大部分是氣體(主要是一氧化碳,煤氣中毒的元兇),其余是固體顆粒(比如尼古丁和焦油)。這些顆粒的大小在1微米到2.5微米之間,而新冠病毒流感病毒則往往是納米級(jí)(1微米等于1000納米)。指望煙草顆粒阻擋病毒,幾乎是竹籃打水。

人體內(nèi)表面的呼吸道上皮是一種由多種不同類型細(xì)胞組成的,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的,有選擇性的,活的生物膜。煙草顆粒的存在會(huì)改變呼吸道上皮的功能和結(jié)構(gòu)。

1. 氣道屏障

大部分呼吸道上皮屬于纖毛假復(fù)層柱狀上皮(咽、喉和肺泡除外)。呼吸道上皮屏障,也被稱為氣道屏障,與腸道上皮屏障類似,也由四層屏障組成。呼吸道表面屬于人體內(nèi)表面,呼吸道內(nèi)確切來說屬于人體的外部,從外到內(nèi)(從呼吸道管腔往里)依次為:

  • 微生物屏障。主要由棲息在呼吸道上皮細(xì)胞表面的微生物組成。

  • 化學(xué)屏障。主要由呼吸道上皮細(xì)胞分泌的黏液組成,可分為內(nèi)黏液層和外黏液層,包含各種黏蛋白和抗菌肽等,既能限制微生物的生存,也能為這些微生物提供食物。與腸上皮黏液不同的是,呼吸道底層黏液稀薄而表層黏液濃稠,相當(dāng)于粘稠沉重的堆積物在下邊有潤滑油或者小車輪一樣,這就有助于人體排出粘稠的鼻涕和痰液。

  • 物理屏障。主要由纖毛細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、基底細(xì)胞和俱樂部細(xì)胞等組成,這些細(xì)胞高低不一,看似多層,實(shí)際上均固定在基底膜上,就像攤平了的一層小米大米和綠豆黃豆一樣的狀態(tài)。杯狀細(xì)胞負(fù)責(zé)分泌黏液;纖毛細(xì)胞頂端有大量纖毛,因?yàn)槟c道可以通過蠕動(dòng)來推動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng),而呼吸道完全不同,需要通過自身纖毛的擺動(dòng)讓黏液往喉部流動(dòng),或吞咽或咳出。俱樂部細(xì)胞可分化為纖毛細(xì)胞和杯狀細(xì)胞,基底細(xì)胞則屬多能干細(xì)胞,可分化各種類型的上皮細(xì)胞,更新和修復(fù)上皮。

  • 免疫屏障。在基底膜內(nèi)的固有層中,長期駐留有大量免疫細(xì)胞(比如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞),而在感染時(shí)則會(huì)募集更多免疫細(xì)胞。

人體呼吸系統(tǒng)按照功能和結(jié)構(gòu)可分為兩個(gè)部分:傳導(dǎo)氣道和呼吸氣道。傳導(dǎo)氣道主要由鼻腔、氣管、支氣管和小支氣管組成,呼吸氣道則由負(fù)責(zé)氣體交換的數(shù)百萬個(gè)肺泡組成。(注意區(qū)別上下呼吸道,上呼吸道主要包括鼻、咽和喉,而下呼吸道則包括氣管、支氣管、小支氣管和肺泡)另外,口腔是呼吸道和消化道共用的器官。

肺臟是人體在發(fā)育中最后一個(gè)啟動(dòng)工作、而在人體消亡過程中又最先停止工作的器官。胎兒在子宮里的時(shí)候不會(huì)口鼻呼吸而是通過臍帶血液獲得氧的交換,而出生的一刻接觸到氧氣環(huán)境時(shí),伴隨著一聲大哭打開肺臟開始口鼻呼吸,此時(shí)肺臟就像救生氣囊一樣突然膨脹起來。

人體肺泡類似一個(gè)個(gè)微小氣球,氣球內(nèi)含有用于交換的氧氣和二氧化碳,還有少量維護(hù)治安的巨噬細(xì)胞,氣球壁主要由負(fù)責(zé)氣體交換的肺泡1型上皮細(xì)胞和維持氣液界面的肺泡2型上皮細(xì)胞(分泌類似洗滌劑一樣的表面活性劑)組成。人體有數(shù)百億個(gè)肺泡,肺泡外則包裹著大量的毛細(xì)血管,毛細(xì)血管中活動(dòng)著大量運(yùn)輸氣體的紅細(xì)胞、維護(hù)治安的白細(xì)胞,阻止出血的血小板,以及其他免疫細(xì)胞。

2. 香煙可改變呼吸道上皮結(jié)構(gòu)和功能

煙草顆粒對(duì)于人體呼吸道上皮來說毫無疑問屬于必須被清理出去的異物,其存在不僅會(huì)篡改或擾亂呼吸道生存的相對(duì)固有微生物類群,更不能接受的是改變呼吸道上皮的功能和結(jié)構(gòu)。

長期抽煙可導(dǎo)致呼吸道上皮(比如支氣管上皮)病理性重塑。抽煙可引起呼吸道纖毛變短,纖毛細(xì)胞減少,俱樂部細(xì)胞丟失,而杯狀細(xì)胞增加,引起呼吸道分泌的黏液增加。所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)抽煙的人和不抽煙的人連咳嗽和流鼻涕的方式都不同,纖毛的優(yōu)雅運(yùn)動(dòng)對(duì)抽煙的人是沒有可能的,而是通過強(qiáng)烈的呼吸肌肉爆發(fā)運(yùn)動(dòng)來解決排痰。由于沒有充足的纖毛擺動(dòng)來促進(jìn)黏液排出,過量的黏液積累在氣道會(huì)阻礙呼吸,這在慢性阻塞性肺?。璺危┲蟹浅3R姟A硗?,無法排出的黏液長期滯留也會(huì)招納結(jié)核桿菌、軍團(tuán)菌、克雷伯氏菌和肺炎球菌等不安全的微生物聚集。

除了上皮病理性重塑,抽煙還可能擾亂基底細(xì)胞的生命周期,誘發(fā)基底細(xì)胞異常分化增殖,引起肺癌。

因此,在新冠病毒來臨時(shí),煙草顆粒的存在不僅不能阻止病毒感染,反而會(huì)給呼吸道上皮增加負(fù)擔(dān),是新冠病毒的友軍而非人體細(xì)胞的友軍。


理由2:抽煙能防治新冠,因?yàn)槟峁哦∧芸寡?,降低?xì)胞因子風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)。

一些流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn):當(dāng)前抽煙的人罹患COVID-19的風(fēng)險(xiǎn)低于曾經(jīng)抽煙的人和不抽煙的人。有研究者提出:原因可能在于尼古丁的抗炎作用。

人體主要有兩種乙酰膽堿受體——煙堿型受體?(NR) 和毒蕈堿受體 (MR)。煙堿是尼古丁的別稱,尼古丁可代替乙酰膽堿結(jié)合在煙堿型乙酰膽堿受體。

乙酰膽堿是人體膽堿能系統(tǒng)的主要神經(jīng)遞質(zhì),參與調(diào)節(jié)記憶、認(rèn)知、感覺、消化、心血管和性能力等重要身體功能。乙酰膽堿也是自主神經(jīng)系統(tǒng)(即植物性神經(jīng)系統(tǒng),包括交感神經(jīng)、副交感神經(jīng)(迷走神經(jīng)約占75%)和腸神經(jīng))的主要神經(jīng)遞質(zhì),另一種與乙酰膽堿拮抗的神經(jīng)遞質(zhì)則是去甲腎上腺素。


煙堿受體分布于神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞中,在人體中執(zhí)行不同的功能。神經(jīng)元煙堿型乙酰膽堿受體廣泛分布在人腦中,并在突觸前位置起作用,可調(diào)節(jié)其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)遞質(zhì)(比如多巴胺和五羥色胺)的釋放。

抽煙能成癮的主要原因就在于尼古丁可發(fā)揮類似乙酰膽堿的作用,與大腦中的煙堿型受體結(jié)合,進(jìn)而激活獎(jiǎng)賞系統(tǒng),促進(jìn)多巴胺釋放。因此抽煙的人會(huì)覺得吞云吐霧時(shí)壓力頓無,飄飄欲仙。

尼古丁在外周可產(chǎn)生抵抗炎癥和舒張血管的影響。研究發(fā)現(xiàn):


  • 尼古丁可抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化,從而阻止這種T細(xì)胞釋放促炎癥細(xì)胞因子。


  • 尼古丁可抑制樹突狀細(xì)胞的激活,抑制巨噬細(xì)胞的促炎癥細(xì)胞因子釋放,抑制中性粒細(xì)胞的募集和成熟。






    新冠病毒感染可引起急性炎癥,損害腎素-血管緊張素系統(tǒng),擾亂心血管等臟器功能(主要由自主神經(jīng)系統(tǒng)控制)。新冠病毒感染可促進(jìn)血小板高反應(yīng)性和血栓形成,引起肺部微血栓;病毒“劫走”ACE2導(dǎo)致血管緊張素系統(tǒng)失衡,血管收縮,血壓升高、促炎癥和促纖維化;病毒感染可激活先天免疫和特異性免疫,身體會(huì)向感染部位(比如肺部)募集大量免疫細(xì)胞,產(chǎn)生大量促炎癥細(xì)胞因子(比如IL-6);而在人體抗病毒過程中甚至出現(xiàn)過度免疫反應(yīng),比如細(xì)胞因子風(fēng)暴,從而造成器官損傷甚至死亡。


很多人在電視劇中看過這樣的情景:病人血壓過低時(shí),醫(yī)生會(huì)要求注射/輸入腎上腺素或去甲腎上腺素升高血壓。而與去甲腎上腺素拮抗的乙酰膽堿和尼古丁可產(chǎn)生舒張血管降低血壓的作用。

因此尼古丁有可能改善新冠病毒感染造成的血壓升高,同時(shí)尼古丁的抗炎作用、抑制血小板凝集、和改善內(nèi)皮作用可能對(duì)新冠病毒感染者有益,可能有助于降低細(xì)胞因子風(fēng)暴。

看到這里很多煙友歡欣鼓舞,立馬要多抽幾支。別急!這只是新冠感染大事件的一個(gè)局部情景。尼古丁的抗炎作用會(huì)不會(huì)阻礙病毒清除仍需要進(jìn)一步研究,因?yàn)榭焖儆行У难装Y反應(yīng)對(duì)于清除新冠病毒至關(guān)重要。

這方面的研究較少,但已有的結(jié)果并不支持用尼古丁來預(yù)防新冠病毒感染。

一項(xiàng)研究顯示:尼古丁蒸汽暴露可降低男性和女性以及雌雄小鼠的α5煙堿型乙酰膽堿受體表達(dá),但增加了男性肺部的ACE2表達(dá),從而增加肺部新冠病毒感染可能。

(全文鏈接https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8025581/)

另一項(xiàng)細(xì)胞研究顯示

(全文鏈接https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7958963/):

  • 不管是電子煙氣溶膠冷凝物(無論是否含尼古丁)還是香煙煙霧對(duì)支氣管上皮細(xì)胞均有毒害,4小時(shí)暴露就能明顯降低細(xì)胞生存率,24小時(shí)暴露可引起明顯的細(xì)胞膜破裂和損傷。

  • 24小時(shí)的電子煙氣溶膠冷凝物(0.1%)和香煙煙霧(1%)暴露均可引起支氣管上皮細(xì)胞ACE2表達(dá)增加。


細(xì)胞研究也顯示:尼古丁處理可快速(24小時(shí))增加肺上皮細(xì)胞中的ACE2基因和蛋白質(zhì)表達(dá)。尼古丁或香煙煙霧處理可增加支氣管上皮細(xì)胞上的ACE2和TMPRSS2 表達(dá),增加巨噬細(xì)胞的ACE2表達(dá)。

這些研究結(jié)果提示尼古丁可能增加下呼吸道病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。

因此,需要特別強(qiáng)調(diào):尼古丁可能預(yù)防新冠重癥并不等于抽煙或者抽電子煙能防治新冠。

煙草煙霧中不單單有尼古丁,還有很多其他物質(zhì)。據(jù)報(bào)道,香煙煙霧中約含有157種有機(jī)物及其異構(gòu)體,其中揮發(fā)性有機(jī)物約78種。煙草煙霧中的一氧化氮、二氧化氮、苯、氰化氫、氨、1,3-丁二烯、焦油、多環(huán)芳烴等物質(zhì)是對(duì)人體無可置疑的致癌物質(zhì)。單純的尼古丁即便對(duì)新冠感染者產(chǎn)生某些保護(hù)作用,但抽煙及其煙草煙霧整體產(chǎn)生的無疑是弊大于利。用煙來預(yù)防新冠是撿了芝麻丟了西瓜。

吸煙者需要注意的是:更多研究顯示完全相反的結(jié)果。新冠感染者中,抽煙者的重癥率和死亡率更高,高于曾經(jīng)抽煙(戒煙6個(gè)月以上)的人,更高于從不抽煙的人。

世界衛(wèi)生組織、《自然》和《柳葉刀》雜志分別撰文提示人們理性看待抽煙防治新冠的研究,指出一些研究中的研究設(shè)計(jì)問題,樣本數(shù)量小,或者研究者與煙草集團(tuán)有過利益關(guān)系。

2023年1月5日,《NICOTINE &TOBACCO RESEARCH》發(fā)表了一項(xiàng)超大規(guī)模研究,這項(xiàng)研究對(duì)于加利福尼亞醫(yī)療保健系統(tǒng)中的超過240萬成人疫情期間(2020.3.5-2020.12.31)的感染情況進(jìn)行了深入調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn):

  • 研究期間,有44270人感染了新冠病毒。

  • 與從不抽煙的人相比,當(dāng)前抽煙的人新冠病毒感染率更低,但住院率、入住重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)率和死亡率更高。

  • 與從不抽煙的人相比,曾經(jīng)抽煙的人新冠病毒感染率較低,但住院率和死亡率更高。

這項(xiàng)研究是迄今為止美國最大(也可能是全球最大)規(guī)模的煙草與新冠病毒相關(guān)研究,研究者同時(shí)考慮了年齡、性別、種族/民族、身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)以及基礎(chǔ)疾病等因素的影響,這項(xiàng)研究直接針對(duì)新冠感染者,群體數(shù)量較大,可信度更高。

食與心比較認(rèn)可這項(xiàng)研究的結(jié)論,除了研究本身的說服力,還涉及抽煙預(yù)防新冠的第三個(gè)理由。


理由3:抽煙會(huì)降低ACE2表達(dá),從而減少新冠病毒感染。

新冠病毒通過結(jié)合人體細(xì)胞膜上的ACE2感染細(xì)胞,而抽煙會(huì)降低呼吸道ACE2表達(dá),從而減少病毒感染部位。

這種觀點(diǎn)可能以偏概全。盡管有少量研究發(fā)現(xiàn)吸煙者的呼吸道上皮中ACE2表達(dá)減少,但并未詳細(xì)指出具體部位。而人的呼吸道是一個(gè)包括口、鼻、咽喉、氣管、支氣管和肺的復(fù)雜系統(tǒng),不同部位結(jié)構(gòu)和功能具有明顯差異。

在呼吸道,細(xì)胞膜上表達(dá)有ACE2的細(xì)胞主要是上皮纖毛細(xì)胞、肺泡2型上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。新冠病毒感染細(xì)胞主要是通過與ACE2結(jié)合,將自身基因釋放到感染細(xì)胞中則是需要弗林蛋白酶、TMPRSS2 和組織蛋白酶參與。2020年以來,科學(xué)家對(duì)于抽煙與新冠病毒感染相關(guān)受體的關(guān)系進(jìn)行了大量探索,下面食與心進(jìn)行簡單總結(jié)。

  1. 鼻黏膜



    研究發(fā)現(xiàn),在鼻上皮,抽煙與ACE2表達(dá)呈負(fù)相關(guān),另外抽煙者的組織蛋白酶L表達(dá)也更低。



2. 支氣管和肺黏膜

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體組織研究顯示:

  • 抽煙會(huì)導(dǎo)致支氣管纖毛細(xì)胞減少而杯狀細(xì)胞增加,雖然ACE2表達(dá)主要表達(dá)在纖毛細(xì)胞中,但抽煙者的支氣管上皮ACE2表達(dá)不降反增。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),抽煙增加了支氣管杯狀細(xì)胞的ACE2表達(dá)和TMPRSS2表達(dá)。

  • 抽煙降低了肺泡上皮ACE2表達(dá),進(jìn)一步分析顯示,抽煙會(huì)造成肺泡2型上皮細(xì)胞(ATII?)丟失,但會(huì)增加ATII 的ACE2表達(dá),由于ACE2主要在肺泡上皮的ATII上表達(dá),總體上呈現(xiàn)的效果是肺泡上皮ACE2減少。

  • 總體上,抽煙可能以劑量依賴的形式增加肺部的ACE2表達(dá),即抽煙越久越多,ACE2表達(dá)越高。不過這種影響是可逆的,戒煙能降低肺部ACE2表達(dá),戒煙時(shí)間越長,這種降低約明顯。

3. 口腔黏膜

研究顯示:香煙煙霧暴露可增加牙齦上皮細(xì)胞的ACE2表達(dá);與不抽煙者相比,抽煙者口腔上皮細(xì)胞中ACE2和TMPRSS2表達(dá)顯著增加。

4. 其他部位。

基因預(yù)測(孟德爾隨機(jī)化分析)顯示:抽煙會(huì)增加甲狀腺、脂肪、腦、結(jié)腸和肝臟的ACE2表達(dá)。

一般情況下,新冠病毒感染是從鼻腔起始,隨后傳播到下呼吸道、消化道和其他器官。感染部位的ACE2和相關(guān)受體表達(dá)越多,病毒復(fù)制越快。從這個(gè)角度理解,鼻腔受體表達(dá)減少時(shí),新冠病毒初始感染時(shí)的復(fù)制速度會(huì)減慢;而支氣管和肺受體表達(dá)增加時(shí),病毒在下呼吸道的復(fù)制和感染會(huì)更加猛烈。這些可能是調(diào)查發(fā)現(xiàn)抽煙者感染率低但住院和死亡率高的原因。



食與心溫馨總結(jié):

抽煙不能預(yù)防新冠,抽煙對(duì)于人體對(duì)抗新冠病毒感染可能有一些正面影響,但負(fù)面影響更大,整體弊大于利。

抽煙的積極影響一方面可能在于下調(diào)鼻腔ACE2等新冠病毒感染受體表達(dá),阻止病毒最初的復(fù)制;另一方面在于煙草煙霧中的尼古丁潛在的抗炎作用,以及減輕病毒感染造成的ACE2缺失引起的不良后果(如血栓和血壓升高)的影響。

但是抽煙也會(huì)上調(diào)下呼吸道(如支氣管和肺)ACE2等受體的表達(dá),從而加大病毒在下呼吸道復(fù)制的機(jī)會(huì)。尼古丁的抗炎癥效果看似能預(yù)防細(xì)胞因子風(fēng)暴,但對(duì)于促炎癥反應(yīng)的抑制也會(huì)阻礙人體清除病毒,讓人體更難以對(duì)抗下呼吸道迅速復(fù)制的病毒;抽煙導(dǎo)致的呼吸道上皮細(xì)胞重塑——即分泌黏液的杯狀細(xì)胞增加而移動(dòng)黏液的纖毛細(xì)胞減少,也不利于新冠病毒和其他病原微生物排出,而這些會(huì)削弱呼吸功能,增加感染風(fēng)險(xiǎn);此外抽煙引起的免疫抑制也會(huì)降低人體對(duì)于其他呼吸道病原微生物的抵抗力,增加繼發(fā)性感染的風(fēng)險(xiǎn)。

這些影響可能造成以下后果:

  • 抽煙者免疫力強(qiáng)或者感染的病毒很少,在病毒入侵下呼吸道之前,少量的病毒很快被清除,感染者很快痊愈。


  • 抽煙者免疫力差,病毒入侵下呼吸道,免疫系統(tǒng)無力清除病毒,感染經(jīng)久不愈,感染者重癥甚至死亡。



盡管尼古丁獨(dú)立而言對(duì)人體的神經(jīng)遞質(zhì)形成有一定作用,但是通過抽煙并不是只獲得了尼古丁,而伴隨尼古丁來了更大量的化學(xué)垃圾會(huì)讓人體不堪重負(fù)。

抽煙對(duì)身體的影響到底怎樣,人們本身都有自己的看法,大數(shù)據(jù)分析和煙民自媒體的斷章取義孰是孰非可以通過學(xué)習(xí)來了解。食與心結(jié)合各方面研究客觀介紹這個(gè)問題,抽煙總體上對(duì)人類而說,近百年的數(shù)據(jù)已經(jīng)表明弊大于利,相信學(xué)習(xí)的人會(huì)根據(jù)自身體驗(yàn)體會(huì)來判斷。


參考材料

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2.?https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35368066/

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4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7537258/

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