卷烟抽吸模式研究现状概述

胡启秀，蒋锦锋，赵继俊，向兰康，成涛，冯茜

1 中国烟草标准化研究中心，河南省郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

2 江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂，江苏省南京市建邺区梦都路30号 210012

人类吸烟行为千变万化，没有任何一种抽吸模式能完全模拟人类吸烟行为。目前大部分国家和地区根据国际标准ISO 4387测试烟气释放量并制定限量法规[1]，比如欧盟规定自2004年1月1日起烟气焦油量不高于10 mg/支，烟气烟碱量不高于1 mg/支,烟气一氧化碳（CO）量不高于10 mg/支[2]。随着全球控烟运动的不断高涨，特别是《烟草控制框架公约》（FCTC）的正式生效（2005年），以世界卫生组织（WHO）为代表的公共卫生组织对ISO/FTC抽吸模式提出质疑，认为ISO/FTC抽吸模式测试得到的烟气释放量低于人类实际烟气摄取量，并推荐制定“加拿大深度抽吸模式”国际标准。国际标准化组织/烟草及烟草制品技术委员会（ISO/TC 126）分别于2004年和2007年成立了ISO/TC 126/WG 9“卷烟抽吸模式”工作组和ISO/TC 126/WG 10“深度抽吸模式”工作组研究卷烟抽吸模式。卷烟抽吸模式已成为世界烟草行业和公共卫生部门研究和争论的焦点之一。

1 卷烟抽吸模式的发展

1.1 抽吸卷烟的早期发展

使用吸烟机测试卷烟烟气释放量始于20世纪30年代，1933年，Pyf l等通过观测7位吸烟者得到平均抽吸容量为40 mL、每口抽吸2 s、每分钟抽吸2口[3]。1936年，Bradford等首次提出将吸烟机抽吸参数设为“抽吸容量35 mL、每口抽吸2 s、每分钟抽吸一口”[4]。1961年，英国烟草制造商常设委员会（Tobacco Manufacturers Standing Committee）委托研究服务有限公司（Research Services Ltd）观察312名英国吸烟者的吸烟行为，结果表明每支卷烟平均抽吸14口、抽吸时间为12 min、烟蒂长度为18 mm、每分钟抽吸1.17口,当吸烟机以“抽吸容量25 mL、每口抽吸2 s，每分钟抽吸一口”参数抽吸同一牌号卷烟时，每支卷烟的抽吸时间正好是12 min且留蒂长度为18 mm[5]，因此英国采用此参数作为标准抽吸方法（英国于1970年将抽吸容量改为35 mL）。当时其他很多国家采用的抽吸容量为35 mL，但德国和罗马尼亚采用40 mL的抽吸容量[6]。

1.2 FTC抽吸模式的制定

1964年，美国烟草开展了吸烟机抽吸卷烟首次共同试验，样品在温度23.9 ℃、相对湿度60%环境下调节24 h后，采用“抽吸容量35 mL、每口抽吸2 s、每分钟抽吸一口”参数抽吸卷烟，直线型吸烟机每孔道抽吸5支卷烟[7]。1967年, 美国联邦贸易委员会（FTC）正式发布“抽吸容量35 mL、每口抽吸2 s、每分钟抽吸一口”标准抽吸方法，用于卷烟主流烟气中烟碱和焦油的测定，1981年增加了CO的测试[8]。1997年，FTC提议在现行FTC抽吸模式和深度抽吸模式（抽吸容量55 mL、每口抽吸2 s、抽吸频率30 s）下测试焦油、烟碱和CO释放量[9]，目前该提案仍处于暂停状态。

1.3 ISO抽吸模式的制定

1968年，烟草科学研究合作中心（CORESTA）制定了“抽吸容量35 mL、每口抽吸2 s、每60 s抽吸一口”的抽吸方法。20世纪七十年代，奥地利、加拿大、法国、日本、英国、美国等国家均采用CORESTA抽吸参数[10],积累了大量的研究数据。ISO/TC 126自1968年成立之后就开始关注卷烟抽吸模式并采用CORESTA抽吸方法，1977年发布的国际标准ISO 3308《烟草及烟草制品 常规分析用吸烟机 定义、标准条件和辅助设备》[11]和1987年发布的国际标准ISO 4387《卷烟 常规分析用吸烟机测定总粒相物和干粒相物 玻璃纤维滤片捕集法》[12]均规定“抽吸容量35 mL、每口抽吸2 s、每60 s抽吸一口”的抽吸参数。尽管ISO 3308和ISO 4387几经修订，但抽吸参数始终保持不变。

1.4 加拿大深度抽吸模式的制定

20世纪八十年代，加拿大联邦政府研究了烟蒂长度、每口抽吸时间、抽吸频率、抽吸容量和通风孔堵塞率对卷烟抽吸口数、气相物、总粒相物和总HCN释放量的影响[13]。根据该项研究结论，加拿大不列颠哥伦比亚省（British Columbia）提议采用“抽吸容量56 mL、抽吸频率26 s、100%堵塞通风孔”的抽吸模式[14]，随后加拿大联邦政府对该模式的抽吸参数进行了调整并确定了“抽吸容量55 mL、抽吸频率30 s、100%堵塞通风孔”抽吸参数。

1.5 Massachusetts抽吸模式的制定

1996年，马萨诸塞州烟草控制项目（Massachusetts tobacco control program）提议发布《烟草披露法案》（Tobacco Disclosure Act）, 要求卷烟制造商公开烟碱释放量的排序，并建议在不同抽吸容量、不同抽吸频率和部分堵塞通风孔的条件下测试烟碱。当时马萨诸塞州烟草控制项目共提出两种抽吸模式，一种模式代表消费者的平均烟气摄取量（抽吸容量45 mL、每口抽吸2 s、抽吸频率34 s、50%堵塞通风孔），另一种模式反映消费者的最大烟气摄取量（抽吸容量60 mL、每口抽吸2 s、抽吸频率26 s、100%堵塞通风孔）。1997年，《烟草披露法案》采纳了第一种抽吸模式并将抽吸频率修改为30 s[15]。

1.6 抽吸模式参数

ISO、FTC、Massachusetts和加拿大深度抽吸模式的参数见表1。

2 ISO/FTC抽吸模式存在的争议

FTC早在1967年就声明设计FTC抽吸模式的目的不是测试消费者实际摄取的焦油量和烟碱量[16]；1988年，英国吸烟和健康独立科学委员会（UK Independent Scientific Committee on Smoking and Health (ISCSH)）在第四次会议报告中指出“吸烟机抽吸测试得到的烟气释放量不能表征人类烟气摄取量，仅对不同牌号卷烟进行排序…”[17]；1995年，CORESTA研究报告指出“建立卷烟抽吸模式的目的不是预测吸烟者实际烟气摄取量…”[18]。虽然FTC、CORESTA等组织声明指出ISO/FTC抽吸模式不是用于表征人类摄取的烟气量，但自20世纪80年代以来，反吸烟组织日益关注ISO/FTC抽吸模式测试得到的烟气释放量标称值[19-21]，批判ISO/FTC烟气释放量不能有效评估消费者摄取的烟气或烟碱量[22]。随着人们对现代卷烟设计和低焦油卷烟补偿抽吸概念的进一步理解[23]，ISO/FTC烟气释放量在比较消费者抽吸不同牌号卷烟实际摄取烟气量方面的局限性也日益凸显[24-25]，ISO/FTC抽吸模式因不能代表吸烟者的实际吸烟行为而遭到多方批判，各方观点可归纳为[26]：1）大多数吸烟者实际抽吸容量和频率高于ISO/FTC抽吸模式设置值；2）深度抽吸行为可能导致吸烟者摄取的烟气量高于ISO/FTC模式测试值；3）吸烟者抽吸低焦油卷烟时会调整吸烟方式，存在增加抽吸容量等“补偿抽吸”现象，引起实际烟气摄取量排序可能不同于ISO/FTC抽吸模式测试值排序，因此根据ISO/FTC烟气释放量对卷烟进行排序可能会误导消费者；4）ISO/FTC抽吸模式不堵塞通风孔，但吸烟者抽吸卷烟时会有意、无意地用手指和嘴唇堵塞通风孔，导致实际摄取的烟气量增加。

表1 ISO、FTC、Massachusetts和加拿大深度抽吸模式的参数

3 WHO在卷烟抽吸模式问题上的观点

WHO烟草制品管制科学咨询委员会（SACTob）（成立于2000年10月）指出ISO/FTC抽吸模式存在严重缺陷[27]，其烟气释放量不能为烟草制品管制提供充分的科学依据[28]， ISO/FTC抽吸模式下焦油、烟碱和CO释放量测试值会误导消费者并建议取消在卷烟包装盒上印刷TNCO释放量[27]。2003年11月，WHO将SACTob的身份由咨询委员会改为研究小组，即烟草制品管制研究小组（TobReg）。TobReg在第一次会议(2004年10月)上提出“ISO抽吸模式得到的烟气释放量不能有效比较人类吸烟时摄取的烟气量，也不能用于卷烟的管制，ISO抽吸模式测试结果会误导消费者和管制当局…”[29]。TobReg提出加拿大深度抽吸模式能表征卷烟的最大烟气释放量并可作为卷烟产品质量标准和公共卫生战略的基础,推荐在ISO抽吸模式和加拿大深度抽吸模式下测试卷烟[30-31]。《世界卫生组织烟草控制框架公约（WHO FCTC）》第9条和第10条工作小组向缔约方第三次会议（2008.11.17-22，南非德班）提交的报告中指出吸烟机抽吸测试烟气释放量的目的不是、也不能有效表征人类烟气摄取量，所有卷烟抽吸模式都存在局限性、不能反映人类吸烟行为、烟气摄取量及承受的吸烟风险，但仍建议在ISO模式和加拿大深度抽吸模式下验证主流烟气中烟草特有亚硝氨（NNK和NNN）、苯并芘、醛（甲醛、乙醛和丙烯醛）、挥发性有机物（苯和1 ，3- 丁二烯）和一氧化碳的测试方法[32]，缔约方第三次会议批准通过该报告并要求在五年内完成方法验证[33]。2012年4月，世界卫生组织正式发布了烟草实验室网络(TobLabNet)官方方法“卷烟深度抽吸标准操作程序”[34]。

4 ISO/TC126开展的卷烟抽吸模式研究

4.1 ISO/TC126/WG9“卷烟抽吸模式”工作组回顾

ISO/TC126第25次会议（2004年11月，日内瓦）提议成立ISO/TC126/WG9“卷烟抽吸模式”工作组，WG9特别工作小组（Ad Hoc）在回顾世界范围人类吸烟行为研究文献的基础上起草了报告《人类抽吸行为数据的回顾及制定吸烟机抽吸卷烟ISO新标准的建议》，该报告指出任何一种抽吸模式均不能模拟人类吸烟行为，并推荐了三种抽吸方案（见表2），该报告将作为ISO技术报告出版（ISO/TR 17219）。

表2 ISO/TC126/WG9特别工作组推荐的三种抽吸方案

4.2 ISO/TC126/WG10“深度抽吸模式”工作组研究进展

2006年3月，英国根据WG 9特别工作组推荐的抽吸方案B（见表2）提议制定国际标准“卷烟 深度抽吸模式下用常规分析用吸烟机测试总粒相物和去烟碱干粒相物”。WHO认为制定深度抽吸模式国际标准的时机尚未成熟，建议ISO/TC126在缔约方会议确定烟草制品管制方针政策前推迟任何有关深度抽吸模式国际标准的制定工作。ISO/TC 126于2007年4月成立了ISO/TC126/WG10“深度抽吸模式”工作组，其任务不是制定深度抽吸模式国际标准，而是作为ISO/TC 126和公共卫生部门交流信息的平台。截止目前，ISO/TC 126/WG 10已召开11次工作组会议，并于2010年组织全球35家实验室41台吸烟机开展了ISO模式和加拿大深度抽吸模式下测试焦油、烟碱和CO的国际共同试验（包括8种商品卷烟、1R5F和CM 6）。共同试验结果表明加拿大深度抽吸模式存在技术缺陷，ISO/TC126/WG10工作组仍在深入开展加拿大深度抽吸模式相关研究。

[1] International Organization for Standardization. ISO 4387:2000 Cigarettes -- Determination of total and nicotinefree dry particulate matter using a routine analytical smoking machine[S]. 2000.

[2] DIRECTIVE 2001/37/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 5 June 2001 on the approximation of the laws, regulations and administrative provisions of the Member States concerning the manufacture, presentation and sale of tobacco products.

[3] Joseph C J. Development of machine smoking parameters for measurement of cigarette tar yield in the United Kingdom [J]. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, 1986:598-600.

[4] Bradford J A，Harlan W R, Hanmer H R. Nature of cigarette smoke: technic of experimental smoking [J].Industrial and Engineering Chemistry, 1936:836-839.

[5] Bentley H R, Burgan J G. Cigarette Smoke Condensate:Preparation and Routine Laboratory Estimation [C]//Tobacco Manufacturers’ Standing Committee, 2nd ed.,London, 1961.

[6] Wynder E L, Hoffmann D. Tobacco and tobacco smoke studies in experimental carcinogenesis [M]. Academic Press, New York, 1967:85-132.

[7] Ogg C L, Schultz E F. Collaborative study of the determination of tar and nicotine in cigarette smoke [J].Journal of the Association of Of fi cial Analytical Chemists,1964:356-362.

[8] Monograph 7 - The FTC cigarette test method for determining, tar, nicotine and carbon monoxide yields of U.S. cigarettes [EB/OL]. http://cancercontrol.cancer.gov/tcrb/monographs.

[9] FTC PROPOSES NEW METHOD FOR TESTING AMOUNTS OF TAR, NICOTINE, AND CARBON MONOXIDE IN CIGARETTES [EB/OL]. http://www.ftc.gov/opa/1997/09/tar&nic.shtm.

[10] Brunnemann K D, Hoffmann D, Wynder E L, et al.Chemical Studies on Tobacco Smoke: Determination of tar, nicotine, and carbon monoxide in cigarette smoke--A comparison of international smoking conditions [C]//Modifying the risk for the smoker: Proceedings of the third World Conference on Smoking and Health, 1976:441-449.

[11] International Organization for Standardization. ISO 3308:1977 Tobacco and tobacco products—Routine analytical cigarette-smoking machine—Definitions,standard conditions and auxiliary equipmen[S]. 1977.

[12] International Organization for Standardization. ISO 4387:1987 Cigarettes -- Determination of total and dry particulate matter using a routine analytical cigarettesmoking machine -- Glass fi bre fi lter smoke trap method [S].1987.

[13] Ricket W S, Robinson J C, Colishaw N E, et al, Estimating the hazards of “less hazardous” cigarettes. III. A study of the effect of various smoking conditions on yields of hydrogen cyanide and cigarette tar [J]. Journal of Toxicology & Environmental Health, 1983:39-54.

[14] Cigarette yields using intense smoking yields, report to Department of Health [EB/OL], http://www.advisorybodies.doh.gov.uk/scoth/technicaladvisorygroup/yieldintense1.pdf.

[15] The Massachusetts Department of Public Health. 1997 cigarette nicotine disclosure report: As requested by Massachusetts General Law Chapter 307B, CMR 660.000[R]. 1998.

[16] Statement of Considerations, Press release, Federal Trade Commission, 1967.

[17] Independent Scientif i c Committee on Smoking and Health:forth report[R]. London: HMSO, 1988.

[18] Eberhardt H J, Scherer G. Human smoking behavior in comparison with machine smoking methods: a summary of the five papers presented at the 1995 meeting of the CORESTA Smoke and Technology Groups in Vienna [J].Beitraege zur Tabakforschung International, 1995:131-140.

[19] Benowitz N L, Hall S M, Herning R I, et al. Smokers of low-yield cigarettes do not consume less nicotine [J]. New England Journal of Medicine, 1983: 139-142.

[20] Coultas D B, Stidley C A, Samet J M. Cigarette yields of tar and nicotine and markers of exposure to tobacco smoke [J].American Review of respiratory disease, 1993: 435-440.

[21] Bates C, Mcneill A, Jarvis M, et al. The future of tobacco product regulation and labelling in Europe: implications for the forthcoming European Union directive [J]. Tobacco Control, 1999: 225-235.

[22] Jarvis M J, Boreham R, Primatesta P, et al. Nicotine yield from machine-smoked cigarettes and nicotine intakes in smokers: evidence from a representative population study[J]. Journal of the National Cancer Institute, 2001: 134-138.

[23] Stratton K, Shetty P, Wallace R, et al. Clearing the smoke:Assessing the science base for tobacco harm reduction [M].Washington D C: National Academy Press, 2001.

[24] Djordjevic M V, Stellman S D, Zang E. Doses of nicotine and lung carcinogens delivered to cigarette smokers [J].Journal of the National Cancer Institute, 2000: 106-111.

[25] Smoking and tobacco control Monograph No.7: The FTC cigarette test method for determining tar, nicotine and carbon monoxide yields of U.S cigarettes [R]//Report of the National Institutes of Health (NIH) Expert Committee, 1996.

[26] ISO/TC126/WG9/N016 A review of human smoking behaviour data and recommendations for a new ISO standard for the machine smoking of cigarettes [R]//Report of the ad hoc WG 9 smoking behavior review team to ISO/TC 126 WG 9, 2005.

[27] SACTob recommendation on health claims derived from ISO/FTC method to measure cigarette yield [R]. World Health Organization,2002.

[28] Scientific Advisory Committee on Tobacco Product Regulation (SACTob) Recommendation on tobacco product ingredients and emissions [R]. World Health Organization,2003.

[29] The fi rst TobReg meeting in Montebello, Canada on 26-28 October 2004 [EB/OL] http://www.who.int/tobacco/global_interaction/tobreg/ottawa_2004/en/index.html.

[30] WHO Study Group on Tobacco Product Regulation Recommendation 1: Guiding Principles for the Development of Tobacco Product Research and Testing Capacity and Proposed Protocols for the Initiation of Tobacco Product Testing [R], World Health Organization,2004.

[31] The Scientif i c Basis of Tobacco Product Regulation: Second Report of a WHO Study Group (WHO Technical Report Series 951)[R]. World Health Organization, 2008.

[32] FCTC/COP/3/6 Elaboration of guidelines for implementation of Articles 9 and 10 of the WHO Framework Convention on Tobacco Control: Progress report of the work group[R], the working group on Articles 9 and 10,2008.

[33] FCTC/COP/3/DIV/3 Conference of the parties to the WHO Framework Convention on Tobacco Control[R]. Third session,Decisions, Durban, South Africa, 17-22 November 2008.

[34] WHO TobLabNet Official Method SOP 01 Standard Operating Procedure for Intense Smoking of Cigarettes[R].World Health Organization, 2012.