Повреждение легких, связанное с курением электронных сигарет (ЭС) – вейпов, было официально задокументировано в 2019 г. американским обществом торакальных хирургов под аббревиатурой EVALI – (e-cigarette or vaping use-associated lung injury), т. е. повреждение легких, ассоциированное с вейпингом [1]. Использование нового способа курения в мире прогрессивно растет. По данным С. И. Клигерман и соавт. [1], количество вейперов в Европе и США с 2011 по 2018 г. возросло с 7 млн до 41 млн, а наиболее резкий скачок произошел в возрастной группе от 14 до 17 лет. По данным Национального исследования употребления электронных сигарет среди молодого поколения в США, очевидна тенденция к росту вейп-курящих, в первую очередь среди подростков [2][3]. В Америке каждый третий студент университета хотя бы раз в жизни курил электронную сигарету, при этом средний возраст опрошенных составил 15–22 года [3]. По данным О. Р. Боярчук и соавт. [4], среди 410 школьников в возрасте 13–17 лет треть от всех опрошенных употребляли вейп хотя бы раз в жизни. При этом пытались бросить курить 71,6 %, но удалось победить зависимость лишь 56 % из них [4].

Отсутствие контроля продажи, рекламы, а также возможность безнаказанно курить ЭС в общественных местах послужило главной причиной распространения вейпинга в России [5]. Согласно имеющимся исследованиям Всемирной организации здравоохранения, использование бестабачных курительных изделий несовершеннолетними, которые никогда не курили, почти в два раза увеличивает вероятность того, что они начнут курить, в том числе и табак [6][7].

Цель – анализ распространения вейп-курения и изучение комплексного действия вейпинга на морфологию и функции легких.

Проведен анализ полных текстов публикаций обзоров и клинических исследований, размещенных в открытом доступе в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection), по ключевым словам темы; анализ оригинальных и обзорных статей в научных журналах, входящих в РИНЦ. Согласно критериям включения (период времени публикации источника – 5, максимум 7 лет; описание клиники и морфологии повреждения легких, ассоциированного с вейпингом у детей и подростков, и в историческом аспекте изучения этой патологии), были отобраны публикации 11 отечественных и 27 зарубежных авторов с глубиной поиска преимущественно 10 лет.

В России проводились лишь единичные исследования по изучению распространенности и клиники патологических состояний, ассоциированных с употреблением вейпов. Данный вопрос требует пристального внимания врачей-специалистов и социума в целом для предотвращения дальнейшего роста использования электронных систем среди населения и особенно молодежи [8]. Сложность и актуальность данной патологии усиливается отсутствием разработанных методов диагностики и лечения вейп-ассоциированных заболеваний, в первую очередь легких. На сегодня нет ни одного рандомизированного исследования, доказывающего эффективность того или иного метода терапии [1].

Первое описание симптомов EVALI проведено в 2018 г. у 17-летнего пациента, а в 2020 г. было описано уже 2 807 случаев аналогичных проявлений [8]. В 2019 г. проводилось исследование повреждений легких на фоне употребления вейп-сигарет в штатах Иллинойс и Висконсин (США). Первые наблюдения о 142 эпизодах возникновения легочных заболеваний были опубликованы в New England Journal of Medicine; именно тогда было предложено название данной группы заболеваний – EVALI. С марта 2019 г. по февраль 2020 г. в США, Пуэрто-Рико и на Виргинских островах было госпитализировано 2807 пациентов с EVALI, из них 2,4 % случаев закончились летальным исходом. Среди госпитализированных 66 % были мужчинами, а возраст колебался от 13 до 85 лет. С февраля 2020 г. Центр по контролю и профилактике заболеваний США приостановил отслеживать случаи EVALI, что было связано с пандемией COVID-19 [8].

Одной из причин высокой распространенности вейп-продукции является грамотная маркетинговая стратегия, о чем свидетельствуют данные опроса среди школьников, согласно которым большинство подростков (87,9 %) получили информацию об ЭС из рекламы в социальных сетях и вывесок вейп-магазинов [4]. Продажа электронных сигарет приносит производителям огромную экономическую выгоду, что подтверждают американские исследования, в которых показано, что лишь за один август 2019 г. месячный объем продаж электронных сигарет в США составил 17 660 488 долларов [9].

Первоначально вейп-устройства задумывались как инструмент, который позволит отказаться от привычного способа курения, так как полагалось, что употребление никотина наносит больший вред здоровью [10]. В процессе изучения влияния состава электронных сигарет на дыхательные пути человека стало очевидно, что они наносят более значимый вред, чем привычный всем способ курения табака. Следует учитывать и тот факт, что исследования о вреде ЭС еще продолжаются, поэтому невозможно точно прогнозировать последствия, которые возникнут у лиц, использующих данный способ курения через 10–20 лет и позже [11].

История возникновения электронных сигарет берет начало с 1927 г., когда Джозеф Робинсон впервые представил устройство, сильно напоминающее современные вейп-сигареты. Затем были неоднократные попытки усовершенствования модели, но лишь в 2003 г. Хон Лик смог получить патент на концепцию изделия и спонсирование от Golden Dragon Holding, а к 2004 г. он довел свою идею до первого промышленного образца [12]. С этого времени и началось массовое использование электронных сигарет [1].

Анализируя доступные данные, можно заметить, что состав различных вейп-сигарет во многом схож. Одним из главных его компонентов является ацетат витамина Е. При его нагревании происходит образование кетена – белого газа, который раздражает бронхолегочную систему, повреждает слой сурфактанта и нарушает респираторные функции легких [13]. Одной из гипотез повреждения сурфактанта выступает механизм перехода его из гелевой фазы в жидкокристаллическую, что и приводит к снижению диффузии кислорода [14]. Как позже стало известно, витамин Е при вдыхании откладывается в липидных каплях макрофагов, что является важным гистологическим подтверждением EVALI заболевания [15]. Ацетат витамина Е в будущем может использоваться как маркер EVALI заболевания. Так, в исследовании Блаунта данное вещество было получено в 48 случаях из 51 у лиц, употреблявших вейп-продукцию с тетрагидроканнабинолом за 90 дней до развития заболевания. У 99 некурящих лиц ацетат витамина Е обнаружен не был [1]. Кроме ацетата витамина Е имеются и другие опасные компоненты, такие как глицерин, формальдегид, ацетальдегид, акролеин, ацетон, нитрозамины, кадмий, никель, свинец, мышьяк, пропиленгликоль, фенолы, полициклические ароматические углеводороды, алкалоиды табака, ароматизаторы [13–16]. Пропиленгликоль и глицерин являются растворителями для никотиновых добавок. При их дальнейшем нагревании формируется канцерогенное вещество первой группы токсичности – формальдегид. В исследовании на мышах [7] было доказано, что глицерин и пропиленгликоль нарушают гомеостаз липидов и повреждают иммунную систему в целом, а непосредственно пары электронных сигарет снижают жизнеспособность эпителиоцитов легких. Механизм неблагоприятного воздействия связан с прямым повреждением дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), увеличением проницаемости клеточных мембран, снижением запасов антиоксиданта глутатиона [8]. Усугубляет повреждающее действие этих паров так называемый dripping (англ. капанье, капающий) – способ парения или метод курения, при котором пользователь вручную добавляет капли химических веществ в атомайзер, что ведет к формированию особенно высоких концентраций альдегида [17].

О повреждающем действии пропиленгликоля свидетельствует эксперимент, в котором 27 пациентов без астмы были подвержены действию пропиленгликоля в течение 1 мин. Это привело к снижению значения показателя соотношения: объем форсированного выдоха за 1 сек./форсированная жизненная емкость легких (ОФВ1/ФЖЕЛ) в среднем на 2 %, увеличению ФЖЕЛ соответственно на 40 мл и снижению ОФВ1 на 30 мл [18].

Побочными продуктами разложения глицерина являются ацетальдегид и акролеин. В организме человека ацетальдегид ковалентно связывается с белками и ферментами печени, тем самым нарушая ее функции. Ацетальдегид также может связаться с глутатионом, стимулируя перекисное окисление липидов, что ведет к возрастанию риска развития злокачественного новообразования [19].

Помимо базового состава в современные устройства добавляют разнообразные ароматизаторы, которых в настоящее время насчитывается свыше 7 000 [20]. Из-за большого разнообразия добавок на современном рынке остается нерешенным вопрос о степени их токсичности. Известно лишь, что диацетил (арбузный, персиковый, гранатовый ароматизатор масла) снижает количество клеток мерцательного эпителия. Бензальдегид, входящий в состав вишневых добавок, оказывает механическое воздействие на легкие в виде раздражения эпителия, способствуя развитию хронического воспаления бронхов. J. A. Park и соавт. указывают, что пригодность данных ароматизаторов для употребления энтерально не означает безопасность их использования в вейп-системах [21]. M. O’Callaghan и соавт. пишут, что вейперы не привязаны к одному вкусу, а это ведет к затруднению этиологического поиска повреждения структуры легких. Именно вкусовое разнообразие вейп-сигарет способствует все большему распространению нового способа курения [18]. При детальном изучении концентрации веществ в 58 % случаев настоящая доза превышала заявленную как минимум на 10 %, что еще раз подтверждает мысль о том, что реклама о безопасном курении электронных сигарет является лишь весьма продуманным коммерческим ходом [22].

В состав вейп-сигарет также входят металлы, такие как кантал (сплав железа, алюминия и хрома), нихром (сплав никеля и хрома), олово и свинец, марганец и цинк. Их повреждающее действие состоит в том, что они первично токсичны для легочной ткани [10]. И, наконец, самый главный компонент ЭС – никотин. Он вызывает психическую и физическую зависимость, усиливает риск перехода на табачные изделия, а также серьезно влияет на развитие головного мозга. Опасность никотина в электронных сигаретах намного больше, чем при вдыхании с табачным дымом, что связано с высокими концентрациями никотина при вдыхании, более быстрым всасыванием и поступлением в клетки мозга. По данным опроса, в 80 % случаев люди утверждают, что употребляют вейпы без никотина, на самом деле в 99 % ЭС он входит в их состав [11]. Основа повреждающего действия никотина состоит в разрушении эпителия и в индукции апоптоза клеток слизистой оболочки бронхов [23].

Помимо состава степень повреждения легочного аппарата определяется продолжительностью затяжки. Так, при обычном курении время одной затяжки составляет в среднем 1–1,5 сек., а интервалы 20–30 сек. Вейпинг же требует более длительного вдыхания – 2,4–4,3 сек. Каждую последующую затяжку вейпер может сделать в любое время дня без необходимости поджигать новую сигарету, что приводит к бесконтрольному курению [22].

A. Scott пытался воспроизвести на мышах эффект воздействия электронных систем на организм человека. Исследователем было установлено, что конденсат аэрозоля вызывает такие же клеточные и функциональные изменения в макрофагах альвеол, как и у тех, кто курит табачные изделия, и такие, как у лиц с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) [24]. Есть предположение о дозозависимом снижении количества клеток бронхиального дерева в связи с повреждением структуры ДНК клеток со снижением запасов глутатиона и увеличением проницаемости клеточных мембран, что подтверждают гистологические изменения – апоптоз, дискератоз и атрофия эпителия легких [22].

Кроме этого, электронные сигареты индуцируют запуск таких провоспалительных цитокинов, как интерлейкины (ИЛ): ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8 и фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-α), выделяющихся из эпителиальных и иммунных клеток верхних дыхательных путей и легких. Об активации нейтрофилов свидетельствуют данные микроскопии мокроты, в которой значительно увеличено содержание белков из нейтрофильных гранул нейтрофильной эластазы, протеиназы 3, азуроцидина 1 и миелопероксидазы, что напрямую подтверждает высокую активность нейтрофильных лейкоцитов. Также отмечается увеличение IL-8 и активности протеазы, в частности нейтрофильной эластазы и металлопротеиназы, которые в свою очередь повреждают базальную мембрану легких. Таким образом, нарушается целостность клеток, являющихся первой линией защиты, в результате чего может развиться отек легких, гибель клеток мерцательного эпителия, периваскулярное воспаление с доминированием лимфоцитов, нарушение синтеза сурфактанта. Из-за гибели реснитчатого эпителия страдает мукоцилиарный клиренс, создаются условия для развития хронического воспаления. Важно отметить, что снижается не только количество клеток, но и частота биения ресничек друг о друга. Кроме того, электронные пары способствуют устранению антибактериальной функции эпителиальных клеток, макрофагов и нейтрофилов [22–24].

Еще одним из возможных механизмов повреждения может быть бактериальный эндотоксин и грибковый (1,3)-β-D-глюкан в составе вейп-продукции, которые могут вызывать раздражение воздухоносных путей, однако последствия их патологического воздействия еще предстоит выяснить [10].

Патоморфологические изменения в легких характеризуются появлением липидных альвеолярных макрофагов, вакуолизированных пневмоцитов, а также макрофагов с растянутой мелкими вакуолями цитоплазмой, что является одним из главных критериев, позволяющих заподозрить вейп-ассоциированное поражение легких [25]. Однако степень гистологических проявлений будет варьировать и зависеть от длительности употребления сигарет и общей концентрации повреждающих веществ [8].

В эпителиальных клетках бронхов была обнаружена повышенная воспалительная активность цитокинов, а в мокроте у вейп-курильщиков – увеличенное содержание миелопероксидазы и белок-аргининдезаминазы-4, свидетельствующих о нарушении врожденной защитной функции легочной ткани [26]. Морфологическая картина не всегда дает возможность сразу поставить EVALI, так как данные изменения неспецифичны и характерны для многих заболеваний инфекционной природы [8].

Характерными клиническими проявлениями EVALI являются кашель, одышка, боль и чувство стеснения в груди, лихорадка, похудение, общее недомогание, слабость [27]. По данным L. Maxwell и соавт. [28], 80 % пациентов имели жалобы на кашель, 33 % – были с продуктивным кашлем. Одышка была самым частым симптомом – в 86 %, а 77 % из них испытывали признаки гипоксемии с показателями spO2 < 95 % [10]. При аускультации легких выявлялись диффузные хрипы [28][29]. У части больных – гастроинтестинальные симптомы (рвота, боли в животе, диарея); в ряде случаев данные симптомы могут появляться раньше респираторных. Степень дыхательной недостаточности может варьировать, в некоторых случаях при остром повреждении дыхательных путей пациентам потребовалась интубация трахеи и проведение искусственной вентиляции легких [8]. Для оценки клинических симптомов в Далласе, штат Техас, США, проводился ретроспективный анализ электронных медицинских карт у детей, находящихся на госпитализации с EVALI, с декабря 2018 г. по июль 2021 г. Средний возраст подростков (n = 41) составил 16 (13–18) лет. На первом месте в клинике были отмечены такие симптомы, как лихорадка – у 38, усталость, недомогание – у 25, потеря веса – у 14 человек. Второе место занимали респираторные симптомы: кашель – у 30, одышка – у 34, боли в груди с уровнем сатурации – у 23, хрипы с уровнем сатурации – у 5 пациентов. На третьем месте – расстройства со стороны желудочно-кишечного тракта – рвота у 33, боли в животе, диарея – у 22 человек [30].

Описана связь развития облитерирующего бронхиолита с курением электронных сигарет. Существует несколько причин развития данной патологии, одна из которых – респираторное повреждение такими газами, как СО, SO2, NO2, О3, пищевыми ароматизаторами [31]. Чаще всего облитерирующий бронхиолит регистрируется у детей, однако у подростков и у взрослых он тоже встречается в результате вдыхания паров диацетила [32]. Клиника бронхиолита включает возникновение тахипноэ – до 50 в минуту, свистящие сухие хрипы, возможна крепитация; коробочный перкуторный звук [31]. Сам по себе диацетил представляет собой пищевую добавку, которую используют в сливочных продуктах, в которых он, как считается, безвреден для организма. Однако при вдыхании и нагревании диацетил вызывает обструкцию дыхательных путей, что подтверждают клинические данные, полученные при исследовании работников по производству микроволнового попкорна. У незащищенных лиц на производстве отмечалось снижение ОФВ и явления обструкции [31]. Показательным является клиническое наблюдение, в котором 17-летний молодой человек из Канады, курящий электронные сигареты, обратился с жалобами на лихорадку, кашель с мокротой и одышку. В качестве первичного диагноза была установлена пневмония, но спустя пять дней данный пациент госпитализирован по неотложным показаниям с жалобами на усиление одышки, слабость и тошноту. После детализации анамнеза и клинического обследования диагностирован облитерирующий бронхиолит, связанный с ингаляционным повреждением от электронных сигарет [33].

Вейп-курение крайне негативно влияет на уже имеющиеся заболевания дыхательных путей, особенно у подростков. В частности, это касается бронхиальной астмы. Интересен клинический случай, зарегистрированный в пульмонологическом отделении Центра материнства и детства Первого МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России в апреле 2022 г. у 17-летней девушки [5]. В период с 2017 по 2020 г. у пациентки постепенно нарастали приступы одышки, не купировавшиеся проводимой терапией, в связи с чем она была госпитализирована в пульмонологическое отделение. На компьютерной томографии органов грудной клетки выявлены участки полисегментарного уплотнения легочной ткани в обоих легких, характерные при EVALI-повреждении легких. После беседы с девушкой выяснилось, что она тайно от родителей курила вейп-сигареты в течение четырех лет. Данный случай подтверждает сложность постановки диагноза «вейп-ассоциированное поражение легких» в связи со скрытием анамнестических данных подростками [5]. Основная трудность состоит в том, что EVALI является диагнозом исключения, который особенно важно отличать от таких заболеваний, как, например, сезонная вспышка гриппа, COVID-19, бактериальная пневмония [34]. Для правильной постановки диагноза необходимо тщательно собрать анамнез – прицельно выяснить, когда пациент начал употреблять вейп-сигареты, частоту затяжек, состав сигареты или сигарет [35].

Нередко врач-рентгенолог может первым заподозрить диагноз EVALI, увидев на рентгенограмме или КТ двусторонние, диффузные инфильтраты часто с участками организующей консолидации в виде «матового стекла», расположенные в базальных отделах и субплеврально [36]. Еще один вид изменений, который может свидетельствовать в пользу EVALI, – это симптом «дерево в почках» и двусторонние центрилобулярные узелки, имитирующие метастазы [8]. У подростков и взрослых эти узелки располагаются в сформировавшихся верхних долях, как и другие ингаляционные травмы. Очень часто также отмечается утолщение междольковых перегородок, могут увеличиваться и внутридольковые перегородки. Диффузное альвеолярное повреждение, которое встречается лишь в 4 % случаев, является наиболее опасным состоянием и может развиться у вейперов [1].

Для более точной диагностики EVALI в 2020 г. было предложено анализировать состав жидкости бронхоальвеолярного лаважа. При исследовании промывных вод бронхов методом газовой тандемной хромато-масс-спектрометрии были обнаружены токсические продукты, в частности терпены. Этот метод оказался достаточно информативным и точным. Благодаря ему можно определить широкий спектр летучих органических соединений в образцах жидкостей бронхоальвеолярного лаважа. Однако данная методика является дорогостоящей и требует некоторых доработок, поэтому пока не используется массово в практической деятельности [37].

Найдены и специфические биомаркеры окислительного стресса – 8-гидроксидезоксигуанозин и 8-изопростан, сниженные уровни липидного медиатора RvD1 (резолвин D1) и противовоспалительного эпителиального маркера дыхательных путей CC10/16 (белок клеток Клара), определение которых, вероятно, будет использоваться в качестве методов диагностики [38].

К сожалению, несмотря на разнообразие методов и научные поиски, надежного метода диагностики заболевания EVALI пока не найдено [1]. Трудность диагностического процесса в том, что подростки часто скрывают свое пристрастие к вейп-сигаретам [36].

Курение электронных сигарет в современном мире среди лиц молодого возраста и подростков широко распространено, поэтому важно предотвратить развитие EVALI-эпидемии. Для этого необходимо массовое просвещение молодежи о вреде вейп-сигарет, их составе, разъяснения будущих негативных последствий, что необходимо осуществлять на государственном уровне. Такой же важной мерой регулирования является введение ограничительных мер со стороны государства и семьи.

EVALI представляет собой серьезную опасность для здоровья молодого поколения, что обусловлено отсутствием контроля над количеством употребления в течение дня, наличием химических веществ, негативно воздействующих на растущий организм. Все это усложняется отсутствием четких диагностических маркеров и протоколов терапии. Пока до конца неизвестны отдаленные последствия вейпинга у подростков и степень его дальнейшего влияния на здоровье подрастающего поколения, однако высокие риски очевидны, поэтому профилактическая работа в молодежной среде и ранняя диагностика до возникновения EVALI остаются особенно актуальными.