Ikke all vaping er den samme: Differensielle lungeeffekter av vaping av cannabidiol versus nikotin
Sep 28, 2023
ABSTRAKT
Begrunnelse Vaping har blitt en populær metode for å inhalere ulike psykoaktive stoffer. Mens evaluering av luftveiseffektene av vaping først og fremst har fokusert på nikotinholdige produkter, blir cannabidiol (CBD)-vaping stadig mer populært. Det er foreløpig ukjent om helseeffektene av damping av nikotin og cannabinoider er like.
Mål
Denne studien sammenligner side ved side lungeeffektene av akutt inhalasjon av fordampet CBD versus nikotin.
Metoder
In vivo inhalasjonsstudier på mus og in vitro cytotoksisitetseksperimenter med humane celler ble utført for å vurdere de lungeskade-induserende effektene av CBD eller nikotinaerosoler som slippes ut fra vaping-enheter.
cistanche supplement fordeler-øke immunitet
Målinger og hovedresultater
Lungebetennelse hos mus ble skåret ved histologi, flowcytometri og kvantifisering av nivåer av proinflammatoriske cytokiner og kjemokiner. Lungeskade ble vurdert ved histologi, måling av myeloperoksidaseaktivitet og nøytrofilelastasenivåer i den bronkoalveolære skyllevæsken og lungevevet. Lungeepitel/endotelintegritet ble vurdert ved å kvantifisere BAL-proteinnivåer, albuminlekkasje og pulmonal FITC-dekstranlekkasje. Oksidativt stress ble bestemt ved å måle antioksidantpotensialet i BAL og lungene. De cytotoksiske effektene av CBD og nikotinaerosoler på humane nøytrofiler og humane små luftveisepitelceller ble evaluert ved å bruke in vitro luft-væske-grensesnittsystem. Innånding av CBD-aerosol resulterte i større inflammatoriske endringer, mer alvorlig lungeskade og høyere oksidativt stress sammenlignet med nikotin. CBD-aerosol viste også høyere toksisitet for menneskelige celler sammenlignet med nikotin.
Konklusjoner
Vaping av CBD induserer en potent inflammatorisk respons og fører til flere patologiske endringer assosiert med lungeskade enn vaping av nikotin.
INTRODUKSJON
1990-tallet som en alternativ måte for cannabisbruk. Cannabisvaporizers var typisk store enheter som varmet opp tørkede cannabisurter til cannabinoidfordampning. På begynnelsen av 2000-tallet dukket mindre bærbare vaporizers opp som "e-sigaretter" og har blitt en populær måte å administrere nikotin på.1 E-sigaretter varmer nikotin i en løsning i stedet for fra tørkede tobakksblader. Nylig har vaporizers på cannabismarkedet fulgt en lignende overgang, med større bruk av flytende cannabisekstrakter.2–7 Aerosoler som slippes ut fra vapingprodukter inneholder ikke bare psykoaktive stoffer som nikotin og cannabinoider (primært tetrahydrocannabinol (THC) og cannabidiol (CBD)) men også luftveisgiftige stoffer (f.eks. formaldehyd, akrolein, benzaldehyd).8–11 Mange kjemiske bestanddeler som er involvert i fordamping av nikotin og cannabinoider er like, og andre er svært forskjellige, noe som gjør det viktig å vurdere disse spørsmålene i sammenheng med å forstå de respiratoriske konsekvensene av damper begge stoffene. Som et eksempel kan løsemidler brukt i nikotin og cannabinoidholdige vapingprodukter være forskjellige på grunn av cannabinoidenes lipofile egenskaper.12 Vitamin E-acetat ble identifisert som et tilsetningsstoff i THC-holdige vapingprodukter og spilte en betydelig rolle i 2019-utbruddet av e-sigarett og vaping-assosiert lungeskade (VALI).13 14 Et begrenset antall studier på respiratoriske effekter av vaping har primært fokusert på nikotinholdige produkter. In vitro-studier tyder på at damping av nikotin kan aktivere immunceller og svekke noen av nøkkelfunksjonene deres.15 Dyrestudier viste at eksponering for nikotin fra e-sigaretter påvirker immunologiske responser negativt.16 17 Observasjonsstudier på mennesker har vist at damping av nikotin undertrykker aspekter ved det medfødte immunsystemet i neseepitelceller.18 19 Epidemiologiske studier har rapportert assosiasjoner mellom nikotindamping og kroniske luftveislidelser (kronisk hoste, bronkitt, astma).20–24 Siden forskning på respiratoriske og immunologiske helseutfall assosiert med med cannabisbruk utelukkende har fokusert på røkt cannabis,25–31 er det foreløpig ukjent om helseeffektene av damping av nikotin og cannabinoider er like. Denne studien hadde som mål å sammenligne, i et side-ved-side-format, virkningen av akutt inhalering av fordampede cannabinoider versus nikotin.
Tabell 1 Sammenligning av kjemikalier påvist i vaping-produkter (uoppvarmede væsker) brukt i in vivo og in vitro eksponeringsforsøk
MATERIALER OG METODER
Metoder som brukes er beskrevet mer detaljert i den elektroniske tilleggsfilen.
Vaping produkter
Vi brukte to kommersielle vapingprodukter, ett som inneholdt CBD og det andre som inneholdt nikotin (forkortet i figurer som CBD-vape og Nic-vape). Den CBD-holdige poden var CalmVape fra The Kind Group LLC og den nikotinholdige poden var Juul av Juul Labs. Begge produktene ble kjøpt på nettet i USA 2. november020. CalmVape-belger ble merket som inneholdende 50 mg/ml CBD oppløst i en blanding av triglyserider med middels kjede (MCT) og hadde naturlig smak. Juul ble merket med å inneholde 5,0 % nikotin oppløst i en blanding av propylenglykol (PG) vegetabilsk glyserin (VG) og Virginia Tobacco-smak. Vi testet uoppvarmede og oppvarmede væsker samt utslipp generert fra begge produktene ved å bruke fullt validerte og tidligere publiserte kromatografi-massespektrometrianalyser.32 Primære ingredienser identifisert i væskene fra de to produktene er oppført i tabell 1. En detaljert liste over kjemikalier identifisert i oppvarmede løsninger, inkludert utbytter av fire potensielt giftige karbonylforbindelser (formaldehyd, acetaldehyd, aceton og akrolein) i emitterte aerosoler, er gitt i online tilleggsfigurer E1–E4 og online tilleggstabeller E1 og E2.
cistanche supplement fordeler-hvordan styrke immunforsvaret
Mus
Seks uker gamle C57BL/6NCr hann- og hunnmus ble anskaffet fra Charles River Laboratory (Wilmington, Massachusetts, USA) og holdt under spesifikke patogenfrie forhold med lys/mørke-sykluser på 12/12 timer. Antall dyr per eksponeringsgruppe var n=10 (5 hanner og 5 hunner, bortsett fra Nic-vape som inneholdt 5 hanner og 4 hunner; en hunnmus var veldig liten i størrelse og måtte avlives før studien fullførtes ). Alle eksperimenter ble utført i samsvar med retningslinjene fastsatt av Institutional Animal Care and Use Committee og overholdt alle statlige, føderale og NIH-forskrifter.
Eksponeringsforhold for dyr
Aerosoler fra vaping-produkter ble produsert ved hjelp av en e-sigarett aerosolgenerator beskrevet tidligere.14 33 Juul-enheten ble brukt til å aerosolisere begge produktene. Dyrene ble eksponert i et modifisert 15 L induksjonskammer hver dag for totalt 20 drag generert i løpet av 1 time (1 drag hvert 3. minutt), 5 dager/uke i 2 uker. Hvert drag hadde et volum på 55 ml og ble aerosolisert over 3 sekunders varighet. Aerosoler fra hvert dampprodukt ble generert ved bruk av en identisk puffingsprotokoll beregnet på å etterligne dampoppførselen til erfarne nikotindampere.34 På grunn av mangel på publikasjoner som beskriver vapingatferd blant CBD-dampere, fulgte vi de samme puffingsprotokollene for begge produktene. Selv om vi ikke målte luftbåren CBD og nikotin inne i dyreeksponeringskamre, har vi estimert basert på volumet av væske som fordampes per dag, CBD og nikotinkonsentrasjon i væsker, aerosol og luftstrømshastigheter som dyr i gjennomsnitt ble utsatt for 20,5 mg/ m3 CBD og 22,8 mg/m3 nikotin. Kontrolldyr ble eksponert for filtrert luft ved bruk av samme eksponeringsprotokoll.
In vitro eksponeringsforhold
Celler brukt i in vitro-eksperimenter ble direkte eksponert for nyskapte drag i et lukket eksponeringssystem hvor luft-væske-grensesnitt (ALI) kamre ble holdt inne i en 37 graders inkubator. For ALI-eksperimenter brukte vi de samme dampenhetene med lukket system og refill-væskeformuleringene som ble brukt for in vivo-eksponeringseksperimentene beskrevet ovenfor. Detaljer om metoden er gitt i en nettbasert tilleggsfil.
cistanche fordeler for menn styrker immunforsvaret
Klikk her for å se Cistanche Enhance Immunity-produkter
【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Vurdering av lungebetennelse
Lungebetennelse ble målt ved flowcytometri, histokjemi og ved å kvantifisere nivåer av cytokiner og kjemokiner (online tilleggsfigur E5), 14 35 36, og fullstendige detaljer er gitt i en tilleggsfil på nettet.
Vurdering av lungeskader
Lungeepitel/endotelintegritet ble vurdert ved å kvantifisere proteinnivåer ved BCA, og systemisk til bronkoalveolært romalbuminlekkasje ved ELISA ved bruk av BAL-prøver og bronkoalveolær til systemisk lekkasje ved å måle plasmafluorescens 1 time etter intratrakeal instillasjon av den fluorescerende sonden. Nivåer av nøytrofilelastase (NE),37 38 ble målt i BAL og lungevev ved å bruke et NE ELISA-sett fra FoU-systemer (Cat. #DY4517-05) i henhold til produsentens protokoll. Myeloperoksidaseaktivitet (MPO) ble målt ved kalorimetrisk analyse i BAL og lungevev39 ved bruk av et MPO analysesett fra Abcam (kat. #ab105136) ved bruk av produsentens instruksjoner. Oil Red O-farge ble brukt for å visualisere lipidladede alveolære makrofager.14 Analysens detaljer er gitt i den elektroniske tilleggsfilen. Histologiske evalueringer i deler av lungene ble gradert av en veterinærpatolog som beskrevet tidligere.40 41
Måling av oksidativt stress hos mus BAL og lunger
Akutte inflammatoriske responser overvelder raskt antioksidantsystemer for å fremme lungeskade.42–44 Oksidativt stress ble bestemt ved å måle antioksidantpotensialet i BAL- og lungelysatene som beskrevet i den elektroniske tilleggsfilen.
In vitro cytotoksisitetstester
Humane små luftveisepitelceller (hSAECs) fra LONZA og rensede humane nøytrofiler ble direkte eksponert for nygenererte CBD og nikotinaerosoler i luft-væske grensesnittkulturer. Eksponeringsprotokoll og metodiske detaljer er i tilleggsmaterialet på nettet. Cytotoksisitet ble målt ved å bruke trypanblått-fargeekskludering, opptak av nøytralt rødt fargestoff og Annexin V-FITC apoptoseanalyser som beskrevet i den elektroniske tilleggsfilen.
Måling av NE-nivåer i PMN-kulturmedier
NE-nivåer i de aerosol-eksponerte PMN-cellekultur-kondisjonerte media etter gjenopprettingsperioden ble kvantifisert med ELISA-sett fra FoU-systemer (Kat. #DY4517-05) etter produsentens instruksjoner.
FITC-dekstran permeabilitetsanalyse
Paracellulær permeabilitet, over et monolag av aerosol-eksponerte humane SAECs fra ALI-kulturer, ble utført for å vurdere barriereintegritet og detaljer er beskrevet i den elektroniske tilleggsfilen.
Statistisk analyse
Statistisk signifikante forskjeller mellom gjennomsnittlige rangeringsverdier for ulike eksponeringsgrupper (CBD, nikotin og luftkontroller) ble bestemt ved å utføre Kruskal-Wallis sin ikke-parametriske test. P-verdier ble korrigert for flere tester ved å bruke den 'to-trinns lineære opptrappingsprosedyren til Benjamini, Krieger og Yekutieli' metode for falsk oppdagelsesrate (FDR), og forskjellene mellom de to gruppene ble ansett som statistisk signifikante ved p.<0.05when FDR was set at Q<0.1. We also evaluated if there were differences between male versus female mice in the responses to inhalation of CBD and nicotine aerosols in comparison with air. All statistical analyses were carried out using GraphPad Prism V.9.3.1 software (GraphPad; La Jolla, California, USA).
cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet
RESULTATER
Eksponering for CBD-aerosol resulterte i en større akkumulering av medfødte og adaptive immunceller i lungene sammenlignet med nikotineksponering
Totalt immuncelleinfiltrat var betydelig høyere i lungene til mus etter inhalering av CBD-aerosoler enn nikotin eller filtrert luft (figur 1A). Syv av de 10 undergruppene av immunceller som ble studert, ble betydelig mer påvirket etter CBD-eksponering sammenlignet med nikotin. Immunfenotypisk analyse avslørte en statistisk signifikant infiltrasjon av CD11b+Ly6G+ nøytrofiler i lungene til mus etter inhalering av CBDaerosoler (14488 vs 3674 nøytrofiler i luft, p.<0.05) as well as following nicotine aerosol exposure (15410 vs 3674 neutrophils in air, p<0.001) (figure 1B). Total numbers of CD11bCD- 11c+Siglec-F+ alveolar macrophages were significantly reduced following CBD-Vape or Nic-Vape inhalation as compared with air-exposed mice (15965 cells in CBD and 18834 cells in NicVape vs 43465 cells in air (p<0.05)) (figure 1C). Inhalation of both CBD and nicotine aerosols resulted in significantly lower numbers of pulmonary interstitial CD11bCD11c+CD206+ macrophages as compared with air-exposed control mice (11460 vs 47319 cells for CBD-Vape, p<0.0001) and 27727 vs 47319 cells for Nic-Vape, p<0.05). The reduction in the numbers of pulmonary interstitial macrophages was significantly greater following inhalation of CBD aerosols compared with nicotine (11460 cells in CBD-vape vs 27727 cells in Nic-Vape, p<0.05) (figure 1D). CD11bCD11c+arginase-1+ macrophages were significantly reduced following inhalation of both CBD-Vape and Nic-Vape compared with air-exposed control (13450 vs 44009 for CBD-Vape (p<0.001), and 24280 vs 44009 for Nic-Vape (p<0.05)) (figure 1E). However, the reduction in the numbers of CD11bD11c+arginase-1+ macrophages was significantly more following inhalation of CBD aerosols compared with Nic-Vape (13450 cells in CBD-vape vs 24280 cells in Nic-Vape (p<0.05). The number of CD19+ B cells was not statistically different (figure 1F). Following inhalation of CBD aerosols, the numbers of CD8+ and CD4+ T cells in the lungs were, respectively, 3.3-fold (p<0.001) and 5.6-fold (p<0.0001) higher than following nicotine inhalation (figure 1G, H). CD4+IL-17A+ T cells were not altered in the lungs following CBD-Vape or Nic-Vape exposures as compared with air control (figure 1I). CD4+RORγt + T cells, expressing the master transcription factor essential for the differentiation into proinflammatory Th17 cells, were significantly increased following inhalation of CBD aerosols as compared with both nicotine (11983 vs. 2015; p<0.001) and air exposure (11983 vs. 5887; p<0.05) (figure 1J). Furthermore, CBD aerosols resulted in markedly increased infiltration of CD4+Foxp3+ regulatory T cells into the lungs compared with nicotine (4401 cells in CBD-Vape vs 1688 cells in Nic-Vape; p<0.001) (figure 1K). There were no statistically significant differences observed between male and female mice concerning the infiltration of any of the innate and adaptive immune cells, regardless of the different exposure conditions (online supplemental figure E6A–K). Relatively more Oil Red O-positive lipid-laden macrophages were detected in BAL following CBD-aerosol inhalation compared with nicotine aerosol (0.66 vs 0.32; p<0.05) or air-exposure (0.66 vs 0.15; p<0.001) (figure 2A). Lung tissue sections of air-breathing mice contained rare (typically 1–2 positive cells in the entire lung lobe) lipid-containing, Oil Red O-positive intra-alveolar macrophages (online supplemental figure E7A). In contrast, lungs from CBD and nicotine-exposed animals regionally contained one or more Oil Red O-positive macrophages within multiple alveolar lumina that were often adjacent to one another (online supplemental figure E7B, C), with no obvious differences found in males versus females. Histological examination of H&E-stained lung tissue sections from filtered air-breathing control mice showed air-filled alveolar lumina bounded by thin alveolar walls (figure 2B). In contrast, peribronchiolar and/or intrabronchiolar, perivascular, alveolar infiltrates, and interstitial infiltrates of lymphocytes, macrophages, and granulocytes were the predominant findings in the CBD and nicotine-exposed mouse lungs (figure 2C–E). Small focal lesions and occasionally larger and more regionally extensive focal lesions were noted. Lesions were found primarily near terminal bronchioles and often subpleural. The frequency and severity of lesions were greater following CBD aerosol inhalation compared with nicotine. The male mice showed a greater frequency of most lesions as compared with female mice following inhalation of both CBD and nicotine.
Figur 1 Påvirkning av akutt eksponering for CBD eller nikotinaerosoler på lungeimmuncelleinfiltrasjon. Totalt antall leukocytter (A), CD11b+ Ly6G+ nøytrofiler (B), CD11b-CD11c+ Siglec-F + makrofager (C), CD11b- CD11c+ CD206+ makrofager (D), CD11b- CD11c+ arginase+ makrofager (E) og antall CD19+ B-celler (F), CD8+ T-celler (G), CD4+ T-celler (H), CD4+ IL17A+ (I) og CD 4+ ROR t + inflammatoriske T-celler (J) og CD4+ FOXP3+ T-celler (K) i lungene til mus eksponert for luft, nikotin eller CBD-aerosol ble bestemt ved flyt cytometri ved bruk av spesifikke markører og etter en gating-strategi som beskrevet tidligere og vist i online tilleggsfigur 1. Data er vist som boksplott med værhår ved min og maks. Forskjellen mellom de to gruppene anses som signifikant på s<0.05, the statistical significance of the difference between the two groups is indicated with symbols *p<0.05; ***p<0.001; ****p<0.0001after performing non-parametric Kruskal-Wallis test with false discovery rate (FDR) correction for multiple comparisons by GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each exposure condition, n=10 mice (5 males+5 females) (n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape) were used. CBD, cannabidiol.
CBD-aerosol hadde en sterkere modulerende effekt på cytokinnivåer enn nikotinaerosol
Vi fant at CBD-aerosol-inhalering betydelig økte nivåene av cytokinene IL-5, IL-6 og G-CSF i BAL sammenlignet med både nikotin- og lufteksponering (p<0.01) and enhanced the levels of chemokine KC compared with air-control only (p<0.001) (figure 3A–D). Levels of IL-2 were significantly lower following CBD and Nic-vape aerosol exposures compared with air (p<0.05) (figure 3E). IL-10 and IFN-γ levels were significantly reduced only after CBD aerosol exposure compared with air (p<0.05) (figure 3F, G). IL-1α levels were not significantly different, though there was a trend for the values to be lower following exposure to CBD-Vape aerosols (figure 3H). There were no statistically significant differences observed between male and female mice in the levels of these cytokines or chemokines (online supplemental figure E8A–H and online supplemental table E3).
Eksponering for CBD-aerosoler resulterte i mer lunge-endotelskade enn eksponering for nikotinaerosol
Totale proteinnivåer i BAL ble forhøyet etter inhalering av CBD-aerosoler sammenlignet med luftkontroller (435 µg/mL vs 287 µg/mL; p<0.01) (figure 4A, left panel). Additionally, serum albumin levels leaking into the BAL were markedly increased following CBD aerosol inhalation when compared with both nicotine aerosol (70303ng/mL vs 32741ng/mL in NicVape; p<0.01) and air inhalation (70303ng/mL vs 26042ng/ mL in air control; p<0.0001) (figure 4B, left panel). The systemic leak of FITC-dextran from the lungs into the plasma was markedly higher following CBD aerosol inhalation than Nic-vape aerosol (469.9ng/mL vs 227.6ng/mL in Nic-Vape; p<0.01) or air exposures (469.9ng/mL vs 157.5ng/mL in air control; p<0.0001) (figure 4C, left panel). Furthermore, the FITC-dextran leak following Nic-vape aerosol exposure was not significantly different when compared with air control (227.6ng/mL vs 157.5ng/mL). There were no statistically significant differences observed in the levels of these markers when comparing male with female mice following any of the exposures (figure 4A–C, right panels and online supplemental table E3). It is known that elastase activity in inflammatory diseases increases and correlates with the levels of elastase proteins and neutrophil infiltrates as the disease progresses.45 46 NE levels in the BAL were markedly augmented following inhalation of CBD aerosols (1.8-fold vs air; p<0.001) and Nic-Vape aerosols (1.42-fold vs air; p<0.01) (figure 5A, left panel). The levels of NE measured in lung tissue were significantly increased following CBD-Vape as compared with both Nic-Vape (1.3-fold; p<0.01) and air (1.41-fold; p<0.001) (figure 5B, left panel). There were no statistically significant differences observed in NE levels between male and female mice, measured either in the BAL or lung tissues (figure 5A, B, right panels and online supplemental table E3). We detected higher MPO activity in lung tissues following inhalation of CBD aerosols compared with nicotine aerosols (~2fold; p<0.05) and air (~8.44fold; p<0.0001) (figure 6A). BAL MPO activity following CBD and nicotine aerosol-inhalation was equivalent, but greater than air controls (p<0.01) (online supplemental figure E9A). There were no statistically significant differences observed in MPO activity between male and female mice, either in lung tissue or in the BAL (figure 6B; online supplemental figure E9B and online supplemental table E3).
Figur 2 Inflammatoriske endringer i lungene etter inhalasjonseksponering for CBD og nikotinaerosoler. På slutten av eksponeringene ble mus avlivet, luftrøret kanylert for å samle BAL i 1% FBS i PBS, og lungene ble høstet. (A) BAL-celler cytospin på objektglass ble farget med 0,5 % oljerød O-løsning og oljerøde O-positive celler ble talt som beskrevet i metodene. Resultatene er avbildet som boksplott med værhår på min og maks. Forskjellen mellom de to gruppene anses som signifikant på s<0.05 and indicated with the symbols *p<0.05; ***p<0.001 by performing non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons using GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each experiment n=10 (5 males+5 females) for CBD-vape and air exposure and n=9 (5 males+4 females) for Nic-vape). (B–E) Left lung lobes from all mice were embedded, sectioned and H&E stained as described in the methods. (B) (Air): Image of the histologically unremarkable lung from air-breathing control mouse showing air-filled alveolar lumina bounded by thin alveolar walls (arrows). H&E, ×20. (C) Nic-vape: Peribronchiolar lymphocytic, macrophagic (arrowhead) granulocytic infiltrate (circle). H&E, ×20 magnification. B=bronchiolar lumen. (D, E) CBD-vape: Perivascular infiltrates composed of mononuclear (lymphocytes and macrophages) and granulocytic infiltrates (arrows). Intra-alveolar granulocytes (circles) and macrophages (arrowheads) were also present. H&E, ×20 magnification. BD, cannabidiol; B, bronchiolar lumen; FDR, false discovery rate; PBS, phosphate-buffered saline; V, vessel lumen.
Eksponering for CBD og nikotinaerosoler reduserte pulmonal antioksidantpotensial
Den totale antioksidantkapasiteten ble markant redusert i begge lungevevet (s<0.01vs air) and BAL (p=0.001vs air) following inhalation of CBD aerosols (figure 7A; online supplemental figure E10A). However, following nicotine aerosol exposure it was significantly reduced only in the BAL (p<0.01vs air) compared with air (online supplemental figure E10A). We did not observe any statistically significant differences in the antioxidant potential between male and female mice for each exposure group, either in lung tissue or in the BAL (figure 7B; online supplemental figure E10B and online supplemental table E3).
Figur 3 Modulering av det inflammatoriske cytokin/kjemokinmiljøet i BAL-væsken etter inhalering av CBD og nikotinaerosoler. Nivåer av ulike betennelsesrelaterte cytokiner og kjemokiner i BAL (A–H) til mus etter 2 ukers eksponering for luft, Nic-Vape-aerosoler eller CBD-Vape-aerosoler ble kvantifisert ved å bruke MULTIPLEX MAP Kit som beskrevet i materialer og metoder. Data vises som boksplott med værhår på min og maks. Ikke-parametrisk Kruskal-Wallis-test med FDR-korreksjon for flere sammenligninger ble utført for å se om det fantes statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene ved bruk av GraphPad Prism V.9-programvare (GraphPad; La Jolla, California, USA). Forskjellen mellom de to gruppene anses som signifikant på s<0.05 and is indicated with symbols *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; ****p<0.0001. In each experiment n=10 for CBD-vape and air exposure (5 males+5 females) and n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape). CBD, cannabidiol.
CBD-aerosol var mer giftig enn nikotin-aerosol for hSAECs og forstyrret deres epitelbarriereintegritet
Vi observerte at når humane SAEC-er ble eksponert in vitro for CBD-aerosoler i 1 time, ble epitelcellemorfologien markant forstyrret (figur 8A, B vs 8C). Celledød i hSAECs var signifikant økt bare etter CBD-aerosoleksponering sammenlignet med luft (41 % vs. 12,5 % i luftkontroll; p<0.05) (figure 8D, E). Even though the cell death following CBD-Vape exposure was higher compared with exposure to nicotine aerosols, it, however, did not reach statistical significance (41% vs. 16% in Nic-Vape). Additionally, exposure to CBD aerosols diminished the epithelial barrier integrity of human SAECs compared with air by 2.1-fold (p<0.05) and while the exposure to nicotine aerosols also showed an increased trend, it was not significantly different compared with air-control (1.7-fold decrease in Nic-Vape vs air control) (figure 8F).
cistanche planteøkende immunsystem
CBD-aerosoler men ikke nikotinaerosoler induserte apoptotisk celledød i rensede humane nøytrofiler, men begge økte frigjøringen av NE
Akutt eksponering for CBD-aerosoler induserte markert celledød i rensede humane nøytrofiler (44,5 % celledød etter CBDVape vs. 14 % i luftkontroll; p<0.0001) and (44.5% vs 21%cell death in Nic-Vape; p<0.001) (figure 9A). CBD aerosol-induced neutrophil cell death was mainly due to increased apoptosis compared with air (29% vs. 10% in air control; p<0.0001) and compared with Nic-Vape (29% vs. 12% in Nic-Vape; p<0.001) (figure 9B). Furthermore, both CBD and nicotine aerosols lead to enhanced accumulation of NE levels in the neutrophil cell culture media as compared with air control (2-fold increase in CBD-Vape; p<0.001and 1.45-fold increase in Nic-Vape; p<0.05) (figure 9C). However, the levels were significantly higher following CBD versus nicotine exposure (CBD-Vape 1.4-fold higher than Nic-Vape; p<0.05) (figure 9C). Pictures of human neutrophils after ALI exposures and the 24-hour recovery period are provided in online supplemental figure E12. Importantly, an aliquot of purified neutrophils that were incubated in media (unexposed) for the duration of the experiment showed low cell death (~11%) that was equivalent to values noted in neutrophils exposed to air (~14%) in the ALI chambers (figure 9A), nor was apoptosis or increased NE levels induced (figure 9B, C).
Figur 4 Markører for lungeskade indusert etter inhalasjonseksponering for CBD og nikotinaerosoler. På slutten av eksponeringene ble mus avlivet, BAL høstet og nivåene av (A) totale proteiner og (B) albumin i BAL ble kvantifisert som beskrevet i Materialer og Metoder-delen. (C) Nivåer av FITC-dekstran som lekker inn i plasma ble kvantifisert. De venstre panelene i hver figur representerer data fra menn og kvinner kombinert, mens de høyre panelene representerer data som menn versus kvinner. Resultatene vises som boksplott med værhår på min og maks. Forskjeller mellom grupper anses som betydelige på s<0.05 and are indicated as symbols **p<0.01, ****p<0.0001, calculated after performing non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by employing GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each experiment n=10 (5 males+5 females) for air and CBD-vape exposures and n=9 (5 males+4 females) for the Nic-Vape group. CBD, cannabidiol.
Figur 5 Nivåer av nøytrofil elastase i lungene målt etter eksponering for CBD og nikotinaerosoler. På slutten av 2-ukens eksponeringer ble mus avlivet, BAL og lunger høstet, og vevslysater forberedt. (A, B) NE-nivåer i BAL- og lungevevslysatene ble kvantifisert ved ELISA. De venstre panelene i hver figur viser data som menn kombinert, mens de høyre panelene representerer data som menn versus kvinner. Resultatene vises som boksplott med værhår på min og maks. Ikke-parametrisk Kruskal-Wallis-test med FDR-korreksjon for flere sammenligninger ble brukt for å se om det fantes statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene ved bruk av GraphPad Prism V.9-programvare (GraphPad; La Jolla, California, USA). Forskjellen mellom de to gruppene ble ansett som signifikant på s<0.05 and is indicated with symbols **p<0.01, ***p<0.001. In each experiment n=10 (5 males+5 females) for air and CBD-vape exposures each and n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape. CBD, cannabidiol; NE, neutrophil elastase.
DISKUSJON
Våre funn avslørte at skadelige effekter på immunsystemet og lungeskader etter inhalasjonseksponering for cannabinoidholdige dampprodukter var mer alvorlig enn etter eksponering for aerosoler fra en nikotinholdig dampanordning. Vi har avdekket den skadelige effekten av fordampet CBD som påvirker pulmonal immunhomeostase ved å bruke en musemodell for vaping og in vitro-eksperimenter med menneskelige celler. Våre studier avslørte at CBD-damping induserer et proinflammatorisk lungemikromiljø, noe som fører til en markert akkumulering av inflammatoriske immunceller som viser økt aktivitet av vevskadende faktorer som MPO og NE og fører til induksjon av lungeskade via prosesser som kan inkludere oksidativt stress. Selv om flere studier har undersøkt de respiratoriske effektene av å fordampe nikotin, så er dette den første rapporten som viser at selv kortvarig eksponering for fordampet CBD endrer det inflammatoriske miljøet i lungen, noe som fører til lungeskade. Det er viktig å merke seg at vi brukte CBD-holdige vaping-produkter uten THC, for å eliminere potensiell påvirkning av THC på lungeeffekter. På grunn av juridiske begrensninger for tilgang til vaping-produkter som inneholder THC, var vi ikke i stand til å utføre eksperimenter som også ville sammenligne effekten av THC-vaping. En enkelt nylig studie rapporterte at CBD i vapingprodukter kan betraktes som en forløper for THC, og dermed forsterker problemet ytterligere ved å indusere CBD-uavhengige, THC-medierte effekter relatert til generell bruk av cannabisvapingprodukter.47
Videre kan eventuelle luftveistoksiske effekter av vaping potensielt forverres av tilstedeværelsen av andre bestanddeler i vaping-produkter, inkludert forskjellige løsningsmidler (MCT i CBD-produkt og PG: VG i nikotinprodukter), forskjellige smaker og terpener tilstede i begge produktene, som avslørt av produktanalyse. Tallrike potensielle nedbrytningsbiprodukter ble oppdaget i begge oppvarmede løsningene, noe som tyder på at begge produktene er utsatt for høye temperaturer. Imidlertid ble høyere nivåer av karbonylforbindelser påvist i CBD-holdig aerosol, noe som tyder på at CBD-dampproduktet brukt i vår studie kan ha vært mer utsatt for termisk nedbrytning sammenlignet med nikotinprodukter. Dette kan skyldes forskjeller i den kjemiske sammensetningen av to løsninger og/eller forskjeller i fordampningsforhold inne i vapingenheter. Tallrike markører for betennelse og lungeskade målt i vår studie var konsekvent høyere etter eksponering for CBD-holdige vaping-produkter enn nikotinholdige vaping-enheter. For eksempel rapporterer vi at inhalering av aerosolisert CBD vape-olje forårsaket en mye sterkere økning i antallet både CD4+ og CD8+ T-celler, og et høyt antall nøytrofiler i lungene. En lignende profil av økte nøytrofiler og modulering av CD4+ og CD8+ T-celler ble sett i lungene til en pasient som hadde fordampet cannabisolje som forårsaket lungeskade og respirasjonssvikt.3 Det er en tett forbindelse mellom inflammatoriske T-celler, nøytrofilmobiliserende faktorer og nøytrofilrekruttering ved lungeinflammatoriske lidelser.48 Et økt inflammatorisk miljø i lungene etter eksponering for CBD-aerosoler kan orkestrere akkumulering og/eller aktivering av nøytrofiler i bronkoalveolområdet direkte, via frigjøring av spesifikke nøytrofile mobiliserende faktorer som IL-6, G-CSF og KC (CXCL1) eller indirekte via aktivering av residente lungemakrofager og epitelceller.49 50 Det er også mulig at CBD-aerosoler kan skade lungeepitel og initiere en prosess med nøytrofilrekruttering og aktivering via mekanismer inkludert lokal vevsskade.51 Vi viser faktisk at CBD-aerosoler skader epitelintegriteten og induserer celledød i hSAEC-er, noe som tyder på at CBD-aerosoler direkte kan indusere lungevevsskade og aktivere DAMPs for å mediere lungebetennelse . Nøytrofil infiltrasjon og NE-indusert lungevevsødeleggelse er kjent for å mediere sigarettrøykindusert lungeskade og kompromittert epitelbarriereintegritet.52–56 Neutrofiler etter homing til lungen viser en aktivert fenotype og opprettholder den inflammatoriske prosessen,57 så vi resonnerte. økning av antallet nøytrofiler som samler seg i lungene til mus utsatt for CBD-aerosoler (14488 vs 3674 i luft) kan ha biologiske konsekvenser på grunn av deres aktiveringsstatus. Disse granulocytiske cellene er kilden til to viktige faktorer, myeloperoksidase og NE som er involvert i mikrobicid aktivitet og lungeombygging. De økte nivåene av MPO, som observert i vår studie, regnes som en betydelig inflammatorisk og oksidativ stressmarkør i flere sykdommer, inkludert lungeskade.39 58 MPO-protein frigjort fra aktiverte nøytrofiler fungerer som en autokrin modulator, og viser proinflammatorisk cytokin-lignende egenskaper for å indusere PMN-aktivering, på en måte som er uavhengig av MPO-katalytisk aktivitet.59 Derfor, i lys av disse rapportene og våre nåværende funn, antar vi at kronisk CBD-aerosolinhalasjon kan indusere et sterkt proinflammatorisk mikromiljø som kan være mer skadelig for lungene. homeostase og kan ytterligere forverre eksisterende lungesykdommer. Nøytrofilinfiltrasjon til lungene etter CBD-aerosolinhalasjon kan muligens induseres av oppregulering av løselige kjemokiner som KC, og kan dermed være ansvarlig for økte nivåer av NE funnet i BAL og lungevev. Siden eksponering for CBD-aerosoler induserte frigjøring av NE fra humane nøytrofiler in vitro, støtter dette konklusjonen om at CBD-aerosoler har potensial til å direkte aktivere nøytrofiler in vivo og forsterke lungebetennelse hos brukere. Ettersom nivåene av NE og tilhørende aktivitet øker under nøytrofilmedierte inflammatoriske responser,46 målte vi derfor bare nivåene av NE som en indeks for aktiviteten. I tillegg kan den skadelige virkningen av vaping av CBD sannsynligvis bli forverret av svekkede antioksidantsystemer som vi observerte, der faktorer som CBD-Vape-indusert MPO kan spille kritiske roller.39 58 CD4+ROR t + T-celler. , som uttrykker hovedtranskripsjonsfaktoren som er essensiell for differensieringen til proinflammatoriske Th17-celler, ble forsterket og spådd et proinflammatorisk mikromiljø indusert av CBD-aerosoler. Økt induksjon av CD4+FoxP3+ T-regulatoriske celler (Tregs) kan være en mekanisme som CBD-damping kan indusere immunsuppresjon. Tregs undertrykker aktivering, proliferasjon og cytokinproduksjon av CD4+ og CD8+ T-celler og er involvert i å undertrykke dendrittiske celler via nedregulerende costimulatory molekyler.60 Tregs uttrykker IL-2 reseptorkjeden , som letter IL-2-forbruket og dermed kan frata T-effektorceller IL-2-tilgjengelighet, noe som bidrar til T-effektorcellesuppresjon.61 Dermed reduserte IL-2-nivåer i BAL på grunn av CBD aerosol-indusert forsterkning av Tregs kan mediere T-celledysfunksjon og undertrykkelse av adaptiv immunitet i lungene, øke mottakelighet for luftveisinfeksjoner og indusere dårlige resultater for profylaktisk vaksinasjon. Vi observerte en betydelig reduksjon i antall interstitielle makrofager i lungene etter eksponering for CBD. Siglec-F+, vanligvis betraktet som en eosinofil markør, er sterkt uttrykt i murine alveolære makrofager, og når det brukes i kombinasjon med CD11c, gir det den mest nøyaktige identifiseringen av alveolære makrofager i muselungen. Den betydelige reduksjonen i antall CD11bCD11c+Siglec-F+ alveolære makrofager observert hos mus eksponert for CBD støttes av tidligere studier.62 En tidligere studie rapporterte at EC-eksponering hos mus induserte alveolær makrofagdysfunksjon assosiert med dårlig patogenopptak, med samtidig forsterkning av lungepatogenbyrde som korrelerte med forsinket restitusjonstid og økt dødelighet etter infeksjon.16 En markant reduksjon i antall antiinflammatoriske pulmonale arginase-1+ M2-makrofager etter CBD-aerosol-inhalasjon kan ytterligere bidra til dysregulert lungeimmunhomeostase og skade .63 Det økte proinflammatoriske mikromiljøet som ble oppdaget i lungene etter CBD-inhalasjon kan delvis tilskrives det reduserte antallet antiinflammatoriske M2-lungemakrofager. Redusert antall makrofager kan i betydelig grad påvirke lungeresponser på luftveisinfeksjoner, som kan forverres av dysfunksjonell makrofag-fagocytose. Eksponering for aerosoler fra nikotinholdige elektroniske sigaretter induserte således en reduksjon i fagocytose av ikke-typbar Haemophilus influenza (NTHI) av makrofager, hovedsakelig på grunn av tilstedeværelsen av e-sigarettsmak.64 Siden vanlige smaksstoffer også brukes til CBD-formuleringer, det øker muligheten for at CBD-aerosolindusert makrofagdysfunksjon kan forsterkes ved tilsetning av forskjellige smaksstoffer.
Figur 6 Økning av myeloperoksidase (MPO) aktivitet i lungene etter eksponering for CBD og nikotinaerosoler. (A, B) Vi målte MPO-aktivitet i lungevevslysater av nikotin- eller CBD-aerosoleksponerte dyr ved å bruke et MPO-analysesett fra Abcam som beskrevet i detalj i tilleggsmaterialedelen. Det venstre panelet viser data som menn, mens det høyre panelet viser data som menn versus kvinner. Data vises som boksplott med værhår på min og maks. Ikke-parametrisk Kruskal-Wallis-test med FDR-korreksjon for flere sammenligninger ble utført for å se om det fantes statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene ved bruk av GraphPad Prism V.9-programvare (GraphPad; La Jolla, California, USA). Forskjellen mellom de to gruppene ble ansett som signifikant på s<0.05 and is indicated with the symbols *p<0.05, ****p<0.0001. In each experiment n=10 mice for air and CBD-vape exposures each (5 males+5 females) and n=9 for Nic-Vape group (5 males+4 females). CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate
Figur 7 Endringer i antioksidantpotensial i lungen etter eksponering for CBD og nikotinaerosoler. På slutten av eksponeringen for nikotin eller CBD-aerosoler ble mus avlivet og lungevevslysater ble fremstilt. (A, B) Totale antioksidantnivåer i lungevevslysater ble kvantifisert ved å bruke Caymans antioksidantanalysesett (kat. nr. 709001) som beskrevet i detalj i den elektroniske tilleggsmaterielldelen. Det venstre panelet viser data som menn og kvinner kombinert, mens det høyre panelet representerer data som menn versus kvinner. Data vises som boksplott med værhår på min og maks. Ikke-parametrisk Kruskal-Wallis-test med FDR-korreksjon for flere sammenligninger ble brukt for å se om det fantes statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene ved bruk av GraphPad Prism V.9-programvare (GraphPad; La Jolla, California, USA). Forskjellen mellom de to gruppene ble ansett som signifikant på s<0.05 and is indicated by the symbol **p<0.01. In each experiment, n=10 mice for air and CBD-vape exposures each (5 males+5 females) and n=9 for the Nic-Vape group (5 males+4 females). CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate.
Figur 8 Epitelcellemorfologi, cytotoksisitet og epitelbarriereintegritet til humane små luftveisepitelceller (SAEC) etter eksponering for CBD og nikotinaerosoler. Menneskelige SAEC-er (0,5 millioner celler/kulturinnsats i et 6-brønnplateformat) ble dyrket i komplette vekstmedier over natten og neste dag direkte eksponert ved luft-væske-grensesnittet (ALI) for 110 drag av luft, nikotin (50 mg/ml nikotin) eller CBD (50 mg/ml)-holdige aerosoler som beskrevet i metoder. Alle aerosoler ble generert i et 55 ml puffvolum som beskrevet i metodedelen. Ved slutten av eksponeringene ble celler fjernet fra ALI-kammeret og inkubert i komplette vekstmedier i 24 timer ved 37 grader. Etter at utvinningsperioden var over, ble celler først avbildet (A–C) ved ×200 i et fasekontrastmikroskop (Olympus IX73) og deretter celletoksisitetsanalyser ved bruk av (D) trypanblå metode (målt som prosent celledød) eller (E ) nøytral rød opptaksmetode (avbildet som prosent av luftkontroll) ble utført. For (F) FITC-dekstranpermeabilitetsanalyse ble 1 million humane SAECs/kulturinnsatser dyrket over natten og neste dag direkte eksponert ved ALI for 110 drag luft, nikotin (50 mg/ml nikotin) eller CBD (50mg/ml)-holdig aerosoler. Etter fullføring av eksponeringene ble FITC-dekstran med 10 mg/ml konsentrasjon tilsatt til det apikale kammeret og inkubert i 2,5 timer. prøver ble høstet fra det basolaterale kammeret og fluorescens ble målt ved bruk av Exci485/Emi528 bølgelengder i en synergy H1 hybrid plateleser (BioTek). Konsentrasjonen av FITC-dekstran i det basolaterale kammeret ble beregnet ved å bruke en standardkurve. Forskjellen mellom de to gruppene ble ansett som signifikant på s<0.05 and is indicated with the symbol *p<0.05, calculated using non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by GraphPad prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). Results are depicted as box plots with whiskers at min and max from three independent experiments each performed in triplicate as described in online supplemental methods. CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate; SAECs, small airway epithelial cells.
Figur 9 Apoptotisk celledød i rensede humane nøytrofiler og nivåer av nøytrofil elastase (NE) frigitt etter eksponering for CBD og nikotinaerosoler. Menneskelige nøytrofiler renset fra fullblod ble sådd med 0,8 millioner celler/kulturinnsats i et 6-brønnplateformat og umiddelbart eksponert for 110 drag av luft, nikotin (50 mg/ml nikotin) eller CBD ( 50mg/mL)-holdige aerosoler ved luft-væske-grensesnittet i et 55mL puffvolum som beskrevet i metodedelen. Ved slutten av eksponeringene ble celler fjernet fra ALI-kammeret og gjenvunnet i komplette vekstmedier i 24 timer. Deretter ble celledød målt ved å bruke (A) trypanblått fargeeksklusjonsanalyse og (B) annexin V-FITC apoptose som nevnt i detalj i metodedelen. Umiddelbart etter isolering ble en alikvot av de rensede nøytrofilene holdt i et komplett medium i en CO2-inkubator som negative "ueksponerte kontroller" for hele varigheten av analysen, for å estimere omfanget av celledød, induksjon av apoptose eller NE-nivåer i fravær av eksponering. (C) Nivåer av NE ble kvantifisert i kondisjonerte medier høstet etter utvinningsperioden avsluttet ved å utføre NE ELISA som diskutert i metodedelen. Data er avbildet som boksplott med værhår ved min og maks fra uavhengige eksperimenter hver utført i tre eksemplarer. For apoptoseanalyse: gjennomsnittlige data fra n=5 givere per gruppe. For trypanblå-metoden: gjennomsnittlige data fra ueksponerte kontroll n=6-givere, luftkontroll- og Nic-Vape n=7-givere, og CBD-Vape n=8-givere. For NE-analysegjennomsnittsdata fra n=6 givere per gruppe). Forskjellen mellom de to gruppene ble ansett som signifikant på s<0.05 which is indicated by the symbols *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001 calculated using non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). ALI, air–liquid interface; CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate.
Tabell 2 Sammenligning av ulike markører for studieresultater etter eksponering for CBD-holdig vaping-produkt (CBD-vape) og nikotinholdig vaping-produkt (Nic-vape)
Tilstedeværelsen av lipidladede intraalveolære makrofager observert i celler gjenvunnet fra BAL av mus etter CBD-aerosol-inhalering i vår studie bekrefter en tidligere rapport som viste utbruddet av eksogen lipoid lungebetennelse hos en pasient som fordampet cannabisoljer og hadde lipid -ladende lungemakrofager.65 Siden eksogen lipoid lungebetennelse med lipidladede lungemakrofager er et kjennetegn ved EVALI, antyder det derfor at inhalering av CBD vape-olje kanskje ikke er risikofri og kan føre til lungeskade hos cannabisvapere. Tilfellene presentert i EVALI kliniske rapporter antydet en sterkere etiologisk sammenheng mellom cannabisdamping og respirasjonssvikt sammenlignet med nikotindamping.65–68 I motsetning til våre tidligere studier på mus som inhalerte VEA (den sannsynlige årsaken til EVALI), har vi i denne studien observerte ikke tilstedeværelsen av skumaktige makrofager.14 Selv om den totale risikoen for lungekomplikasjoner forbundet med vaping kan være lavere sammenlignet med røyking, ser vaping ut til å utgjøre en helserisiko for luftveiene, spesielt hos langvarige cannabisvapere. Oppsummert viser vår studie klart at et proinflammatorisk miljø i lungene indusert av CBD-aerosol-inhalasjon var større enn det indusert av nikotinaerosoler, og dette ble reflektert av lungebarriereintegritetsforstyrrelser og lungeskade (oppsummert i tabell 2). Dette antyder at cannabisdamping potensielt kan føre til mer alvorlige utfall, inkludert økt mottakelighet for luftveisinfeksjoner, dårlig respons på profylaktiske vaksinasjoner og forverring av symptomene hos pasienter med underliggende lungebetennelsessykdommer.16–19 35 36 69 70 Vi har ikke observert noen synlige endringer i dyreadferd under eller etter eksponeringene, og heller ikke vektendringer sammenlignet med luftkontroll (online tilleggsfigur E11). I denne studien induserte ikke eksponering for nikotinaerosol nivåene av ulike cytokiner/kjemokiner i BAL i samme grad sammenlignet med en tidligere studie.71 Årsaker til dette avviket kan være at disse forfatterne målte transkripsjonsnivåene av ulike cytokiner i lungene. homogeniserer etter nikotin-aerosol-eksponeringer, og transkripsjonsnivåer kan noen ganger ikke oversettes til endringer når de måles ved proteinnivåene som gjort av oss. Videre er cytokinprofil og immunsystemmodulasjon avhengig av den spesifikke e-væsken, metoden for aerosolgenerering/eksponeringsvarighet og smakstilsetningskjemikalier. Mens cannabis har bevist helsemessige fordeler i smertebehandling, søvn og lindring av symptomene på kjemoterapi-indusert kvalme/oppkast hos kreftpasienter og hos pasienter som opplever anfall,72–76 er det rett og slett mangel på solid bevis om cannabissikkerhet når det leveres fra vaping. Produkter. I denne forbindelse er studien vår ny og identifiserer rollen til CBD-aerosolinhalasjon i å indusere lungebetennelse og lungeskade.
cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet
Siden vår studie brukte dyre- og in vitro-eksponeringsmodeller, må flere begrensninger tas i betraktning når man ekstrapolerer resultater presentert for eksponering i virkeligheten hos mennesker. En begrensning ved denne studien er at dens fokus kun var på kortvarig eksponering. Resultatet av langvarig kronisk eksponering for CBD-aerosoler, og deres innvirkning på respons på luftveisinfeksjon og/eller profylaktisk vaksinasjon er av betydning. Vår dyreeksponeringsmetodikk var basert på et eksponeringssystem for hele kroppen, og eksponering kun for nese kan kanskje være mer egnet for å simulere eksponering av erfarne dampere. Til tross for bruk av et eksponeringssystem for hele kroppen, bekreftet vi at avsetning på dyrepels (og burvegger) ikke bidro til inntak av partikler ved dyrepleie og dermed påvirket toksisiteten som ble observert. Vi brukte et begrenset antall mus per eksponeringsgruppe; det er sannsynlig at større antall mus kunne ha styrket studiens konklusjoner ytterligere. Selv om in vitro ALI-modellen gir en inhalasjonseksponeringsspesifikk tilnærming for å utføre den biologiske studien på helseeffekter knyttet til bruk av vaping-produkter, er det fortsatt hypotetisk å ekstrapolere data fra in vitro-studier til menneskelige risikoer. Fremtidige observasjons- og eksperimentelle studier med vanlige brukere av CBD og nikotinholdige vapingprodukter er nødvendig for å bekrefte funnene våre. Til slutt, i våre eksperimenter, ble dyr og celler eksponert for aerosoler fra begge produktene generert på identisk måte. Imidlertid kan brukere av cannabisbaserte vapingprodukter bruke disse produktene på en helt annen måte enn nikotinvapere (f.eks. sjeldnere). Ettersom data fra observasjonsstudier blant cannabisvapere dukker opp, bør potensielle forskjeller i produktbruksmønstre observert under realistiske forhold tas i betraktning når man simulerer dyre- og in vitro-eksponering i laboratoriemiljøer. Fremtidige studier bør undersøke respiratoriske effekter av vaping-produkter som inneholder et bredt spekter av cannabinoider, inkludert THC.
REFERANSER
1 US Department of Health and. E-sigarettbruk blant ungdom og unge voksne: en rapport fra kirurgen [PDF–8,47 MB]PDF-ikon. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, CDC, 2016.
2 Borodovsky JT, Crosier BS, Lee DC, et al. Røyking, damping, spising: påvirker legalisering måten folk bruker cannabis på? Int J Drug Policy 2016;36:141–7.
3 He T, Oks M, Esposito M, et al. "Tre-i-blomst": alvorlig akutt lungeskade forårsaket av damping av cannabisolje. Ann Am Thorac Soc 2017;14:468–70.
4 Knapp AA, Lee DC, Borodovsky JT, et al. Nye trender innen cannabisadministrasjon blant unge cannabisbrukere. J Adolesc Health 2019;64:487–93.
5 Kriegel D. Vaping marihuana vs. røyking: er det en vinner? 2021. Tilgjengelig: https:// vaping360.com/learn/vaping-vs-smoking-weed/ [Åpnet 15. september 2021].
6 Volkow ND, Baler RD, Compton WM, et al. Skadelige helseeffekter av bruk av marihuana. N Engl J Med 2014;370:2219–27.
7 Pahr K, Carter A. Nybegynnerguide til CBD. helselinje. 2019. Tilgjengelig: https://www. healthline.com/health/your-cbd-guide [Åpnet 19. august 2021].
8 Suleiman SA. Petroleumshydrokarbontoksisitet in vitro: effekt av n-alkaner, benzen og toluen på lungealveolære makrofager og lysosomale enzymer i lungen. Arch Toxicol 1987;59:402–7.
9 Lachenmeier DW, Kuballa T, Reusch H, et al. Benzen i spedbarnsgulrotjuice: ytterligere innsikt i dannelsesmekanisme og risikovurdering inkludert forbruksdata fra Donald-studien. Food Chem Toxicol 2010;48:291–7.
10 Li YS, Li YF, Li QN, et al. Den akutte lungetoksisiteten hos mus indusert av flervegg karbon nanorør, benzen og deres kombinasjon. Environ Toxicol 2010;25:409–17.
11 Anderson RP, Zechar K. Lungeskade fra inhalering av butan-hasjolje etterligner lungebetennelse. Respir Med Case Rep 2019;26:171–3.
12 Holt AK, Poklis JL, Peace MR. En retrospektiv analyse av kjemiske bestanddeler i regulerte og uregulerte e-sigarettvæsker. Front Chem 2021;9:752342.
13 Blount BC, Karwowski MP, Shields PG, et al. Vitamin E-acetat i bronkoalveolær skyllevæske assosiert med EVALI. N Engl J Med 2020;382:697–705.
14 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. En dyremodell av inhalert vitamin E-acetat og EVALI-lignende lungeskade. N Engl J Med 2020;382:1175–7.
15 Merecz-Sadowska A, Sitarek P, Zielinska-Blizniewska H, et al. Et sammendrag av in vitro og in vivo studier som evaluerer virkningen av eksponering for e-sigaretter på levende organismer og miljøet. Int J Mol Sci 2020;21:652.
16 Sussan TE, Gajghate S, Thimmulppa RK, et al. Eksponering for elektroniske sigaretter svekker pulmonal antibakterielt og antiviralt forsvar i en musemodell. PLoS One 2015;10:e0116861.
17 Hwang JH, Lyes M, Sladewski K, et al. Elektronisk sigarettinnånding endrer medfødt immunitet og luftveiscytokiner samtidig som den øker virulensen til koloniserende bakterier. J Mol Med (Berl) 2016;94:667–79.
18 Martin EM, Clapp PW, Rebuli ME, et al. E-sigarettbruk resulterer i undertrykkelse av immun- og inflammatoriske responsgener i neseepitelceller som ligner på sigarettrøyk. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016;311:L135–44.
19 Rebuli ME, Glista-Baker E, Hoffman JR, et al. Bruk av elektronisk sigarett endrer neseslimhinnens immunrespons mot det levende svekkede influensaviruset. En klinisk prøve. Am J Respir Cell Mol Biol 2021;64:126–37.
20 Bloom JW, Kaltenborn WT, Paoletti P, et al. Respiratoriske effekter av ikke-tobakks sigaretter. Br Med J (Clin Res Ed) 1987;295:1516–8.
21 Wills TA, Pagano I, Williams RJ, et al. E-sigarettbruk og luftveisforstyrrelser i en voksenprøve. Drug Alcohol Depend 2019;194:363–70.
22 Xie W, Kathuria H, Galiatsatos P, et al. Sammenslutning av elektronisk sigarettbruk med tilfeldige luftveistilstander blant amerikanske voksne fra 2013 til 2018. JAMA Netw Open 2020;3:e2020816.
23 Bhatta DN, Glantz SA. Forening av e-sigarettbruk med luftveissykdom blant voksne: en longitudinell analyse. Am J Prev Med 2020;58:182–90.
24 Li D, Sundar IK, McIntosh S, et al. Sammenslutning av røyking og bruk av elektronisk sigarett med hvesing og relaterte luftveissymptomer hos voksne: tverrsnittsresultater fra befolkningsvurderingen av tobakk og helse (sti) studie, bølge 2. Tob Control 2020;29:140–7.
25 Tashkin DP, Coulson AH, Clark VA, et al. Luftveissymptomer og lungefunksjon hos vanlige storrøykere av marihuana alene, røykere av marihuana og tobakk, røykere av tobakk alene og ikke-røykere. Am Rev Respir Dis 1987;135:209–16.
26 Tasjkin DP. Røkt marihuana som årsak til lungeskade. Monaldi Arch Chest Dis 2005;63:93–100.
27 Tasjkin DP. Effekter av marihuanarøyking på lungene. Ann Am Thorac Soc 2013;10:239–47.
28 Baldwin GC, Tashkin DP, Buckley DM, et al. Marihuana og kokain svekker alveolær makrofagfunksjon og cytokinproduksjon. Am J Respir Crit Care Med 1997;156:1606–13.
29 Taylor DR, Poulton R, Moffitt TE, et al. Luftveiseffektene av cannabisavhengighet hos unge voksne. Avhengighet 2000;95:1669–77.
30 Aldington S, Williams M, Nowitz M, et al. Effekter av cannabis på lungestruktur, funksjon og symptomer. Thorax 2007;62:1058–63.
31 Moore BA, Augustson EM, Moser RP, et al. Respiratoriske effekter av marihuana og tobakksbruk i en amerikansk prøve. J Gen Intern Med 2005;20:33–7.
32 Goniewicz ML, Knysak J, Gawron M, et al. Nivåer av utvalgte kreftfremkallende stoffer og giftstoffer i damp fra elektroniske sigaretter. Tob Control 2014;23:133–9.
33 Bhat TA, Kalathil SG, Leigh N, et al. Akutte effekter av oppvarmet tobakksprodukt (IQOS) aerosolinnånding på lungevevsskade og inflammatoriske endringer i lungene. Nicotine Tob Res 2021;23:1160–7.
34 Kosmider L, Jackson A, Leigh N, et al. Cirkadisk pusteatferd og topografi blant e-sigarettbrukere. Tob Regul Sci 2018;4:41–9.
35 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. Passiv røyking induserer betennelse og svekker immuniteten mot luftveisinfeksjoner. J Immunol 2018;200:2927–40.
36 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. AT-rvd1 reduserer passiv røyking forverret lungebetennelse og gjenoppretter passiv røyking-undertrykt antibakteriell immunitet. J Immunol 2021;206:1348-60.
37 Carden D, Xiao F, Moak C, et al. Nøytrofil elastase fremmer mikrovaskulær lungeskade og proteolyse av endoteliale cadheriner. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 1998;275:H385–92.
38 Kawabata K, Hagio T, Matsuoka S. Rollen til nøytrofil elastase ved akutt lungeskade. Eur J Pharmacol 2002;451:1–10.
39 Khan AA, Alsahli MA, Rahmani AH. Myeloperoksidase som en aktiv sykdomsbiomarkør: nyere biokjemiske og patologiske perspektiver. Med Sci (Basel) 2018;6:33.
40 Dietert K, Gutbier B, Wienhold SM, et al. Spektrum av patogen- og modellspesifikke histopatologier i musemodeller av akutt lungebetennelse. PLoS One 2017;12:e0188251.
41 Butt YM, Smith ML, Tazelaar HD, et al. Patologi av vaping-assosiert lungeskade. N Engl J Med 2019;381:1780–1.
42 Lee WL, Downey GP. Nøytrofilaktivering og akutt lungeskade. Curr Opin Crit Care 2001;7:1–7.
43 Fink MP. Rollen til reaktive oksygen- og nitrogenarter i akutt respiratorisk nødsyndrom. Curr Opin Crit Care 2002;8:6–11.
44 Abraham E. Neutrofiler og akutt lungeskade. Crit Care Med 2003;31:S195–9.
45 Pham CTN. Nøytrofile serinproteaser finjusterer den inflammatoriske responsen. Int J Biochem Cell Biol 2008;40:1317–33.
46 Arecco N, Clarke CJ, Jones FK, et al. Elastasenivåer og aktivitet øker i dystrofisk muskel og svekker myoblastcelleoverlevelse, proliferasjon og differensiering. Sci Rep 2016;6:24708.
47 Czégény Z, Nagy G, Babinszki B, et al. CBD, er en forløper for THC i e-sigaretter. Sci Rep 2021;11:8951.
48 Lindén A, Laan M, Anderson GP. Nøytrofiler, interleukin-17A og lungesykdom. Eur Respir J 2005;25:159–72.
49 Ma K, Yang L, Shen R, et al. Th17-celler regulerer produksjonen av CXCL1 ved brystkreft. Int Immunopharmacol 2018;56:320–9.
50 Becker S, Quay J, Koren HS, et al. Konstitutivt og stimulert MCP-1-, GRO-alfa-, beta- og gamma-ekspresjon i humane luftveisepitel og bronkoalveolære makrofager. Am J Physiol 1994;266:L278–86.
51 Potey PM, Rossi AG, Lucas CD, et al. Nøytrofiler i initiering og oppløsning av akutt lungebetennelse: forståelse av biologisk funksjon og terapeutisk potensial. J Pathol 2019;247:672–85.
52 Heijink IH, Brandenburg SM, Postma DS, et al. Sigarettrøyk svekker luftveisepitelbarrierefunksjonen og gjenoppretting av celle-cellekontakt. Eur Respir J 2012;39:419–28.
53 Aghapour M, Raee P, Moghaddam SJ, et al. Luftveis epitelbarriere dysfunksjon ved kronisk obstruktiv lungesykdom: rollen til eksponering av sigarettrøyk. Am J Respir Cell Mol Biol 2018;58:157–69.
54 Shapiro SD, Goldstein NM, Houghton AM, et al. Nøytrofil elastase bidrar til sigarettrøykindusert emfysem hos mus. Am J Pathol 2003;163:2329–35.
55 Antunes MA, Rocco PRM. Elastase-indusert lungeemfysem: innsikt fra eksperimentelle modeller. An Acad Bras Cienc 2011;83:1385–96.
56 Ghosh A, Coakley RD, Ghio AJ, et al. Kronisk bruk av e-sigaretter øker nivåene av nøytrofil elastase og matrisemetalloprotease i lungene. Am J Respir Crit Care Med 2019;200:1392–401.
57 Fortunati E, Kazemier KM, Grutters JC, et al. Menneskelige nøytrofiler bytter til en aktivert fenotype etter homing til lungen uavhengig av inflammatorisk sykdom. Clin Exp Immunol 2009;155:559–66.
58 Faith M, Sukumaran A, Pulimood AB, et al. Hvor pålitelig en indikator på betennelse er myeloperoksidaseaktivitet? Clin Chim Acta 2008;396:23–5.
59 Lau D, Mollnau H, Eiserich JP, et al. Myeloperoksidase medierer nøytrofilaktivering ved assosiasjon med CD11b/CD18-integriner. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:431–6.
60 Schmidt A, Oberle N, Krammer PH. Molekylære mekanismer for treg-mediert T-celleundertrykkelse. Front Immun 2012;3:51.
61 Thornton AM, Shevach EM. CD4+CD25+ immunregulerende T-celler undertrykker polyklonal T-celleaktivering in vitro ved å hemme interleukin 2-produksjon. J Exp Med 1998;188:287–96.
62 Kalininskiy A, Kittel J, Nacca NE, et al. E-sigaretteksponeringer, luftveisinfeksjoner og nedsatt medfødt immunitet: en narrativ gjennomgang. Pediatr Med 2021;4:5.
63 Lucas R, Czikora I, Sridhar S, et al. Arginase 1: en uventet mediator av pulmonal kapillærbarrieredysfunksjon i modeller for akutt lungeskade. Front Immunol 2013;4:228.
64 Ween MP, Whittall JJ, Hamon R, et al. Fagocytose og betennelse: å utforske effekten av komponentene i e-sigarettdamp på makrofager. Physiol Rep 2017;5:e13370.
65 Gay B, Field Z, Patel S, et al. Vaping-indusert lungeskade: et tilfelle av lipoid lungebetennelse assosiert med e-sigaretter som inneholder cannabis. Saksrepresentant Pulmonol 2020;2020:7151834.
66 Abeles M, Popofsky S, Wen A, et al. Vaping-assosiert lungeskade forårsaket av innånding av cannabisolje. Pediatr Pulmonol 2020;55:226–8.
67 Adapa S, Gayam V, Konala VM, et al. Cannabis vaping-indusert akutt pulmonal toksisitet: saksserier og gjennomgang av litteratur. J Investig Med High Impact Case Rep 2020;8:2324709620947267.
68 Conuel EJ, Chieng HC, Fantauzzi J, et al. Cannabinoidolje-damp-assosiert lungeskade og dens radiografiske utseende. Am J Med 2020;133:865–7.
69 Lugade AA, Bogner PN, Thatcher TH, et al. Eksponering for sigarettrøyk forverrer lungebetennelse og svekker immuniteten mot bakteriell infeksjon. J Immunol 2014;192:5226–35.
70 Bhat TA, Kalathil SG, Miller A, et al. Spesialiserte pro-oppløsningsmediatorer overvinner immunundertrykkelse indusert av eksponering for passiv røyking. J Immunol 2020;205:3205-17.
71 Garcia-Arcos I, Geraghty P, Baumlin N, et al. Kronisk eksponering for elektronisk sigarett hos mus induserer trekk ved KOLS på en nikotinavhengig måte. Thorax 2016;71:1119–29.
72 Booz GW. Cannabidiol er en fremvoksende terapeutisk strategi for å redusere virkningen av betennelse på oksidativt stress. Free Radic Biol Med 2011;51:1054–61.
73 Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ, et al. Cannabinoider og epilepsi. Nevroterapeutikk 2015;12:747–68.
74 National Academy of Sciences, Engineering, Medicine; Helse- og medisinavdelingen. Terapeutiske effekter av cannabis og cannabinoider. I: The Health Effects of Cannabis and Cannabinoids: The Current State of Evidence and Recommendations for Research. National Academies Press, 2017.
75 Thiele EA, Marsh ED, French JA, et al. Cannabidiol hos pasienter med anfall assosiert med Lennox-gestaltsyndrom (GWPCARE4): en randomisert, dobbeltblind, placebokontrollert fase 3-studie. Lancet 2018;391:1085–96.
76 US Food and Drug Administration. FDA godkjenner det første stoffet som består av en aktiv ingrediens avledet fra marihuana for å behandle sjeldne, alvorlige former for epilepsi. 2018. Tilgjengelig: https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ ucm611046.htm [Åpnet 15. september 2021].