过度吸烟的危害众所周知，这方面的科学和流行病学证据不断引起监管机关 和公众的注意。实际上，烟草是世界范围内的健康公害，因其导致严重的发病率 和死亡率。虽然，吸烟产生的氧化剂严重危害口腔、呼吸道和肺，有证据表明， 氧化剂对吸烟者的全身器官都有危害。吸烟诱发或恶化动脉粥样硬化，引起心血 管疾病，最近称为“烟民肺”的慢性阻塞性肺病，皮肤损伤，尤其是发生在脸上 的“烟民脸”，以及各种形式的癌症，包括口癌，咽癌，食道癌和肺癌。
烟草是红叶烟草的干枝叶构成的一种物质。烟草中含有致瘾性很强的尼古 丁。红叶烟草原产于北美，现在在全世界种植。滥用烟草被确认为是一个可以预 防的导致疾病、病态和死亡的原因，因为烟草烟的焦油和烟气中含有许多有毒化 学物质。
吸食烟草有3种主要方式：1)吸烟；2)咀嚼和浸取，以及3)用鼻吸。50,000,000 美国人吸烟，另有不计其数的人受到烟草烟的影响，即所谓二次或环境吸烟者。 而且，烟民的孩子也吸进二手烟，比非吸烟者的孩子更多呼吸问题。约12,000,000 人使用无烟烟草，不仅对口腔有不良影响，而且还有因颊吸收尼古丁等化学物质 造成的全身性作用。
香烟的烟分成两相，焦油和烟气。香烟的焦油中含有高浓度的自由基。一般 的氧化剂包括半醌，它与对苯二酚和醌处于平衡，粘滞的焦油中尤其多。许多焦 油提取物和氧化剂(包括后文提及的那些)是水溶性的，将氧还原成超氧化物继而 歧化成H2O2。重要的是，玻璃纤维型香烟过滤嘴保留了几乎所有大于0.1微米的 焦油颗粒。这样，过滤嘴起着捕捉香烟烟雾中焦油的作用。一口香烟烟气中，自 由基特别多，超过1015。虽然氧化剂在焦油中是稳定的，但气相烟气中的有机物 是以活泼的碳和氧为中心的自由基，半衰期极短。其它自由基，例如脂质体过氧 化产生的醛类，半衰期更长，危害也更大。有趣的是，烟草的自由基的浓度在高 水平保持超过10分钟，而且，随烟草烟雾的熟化进一步升高。所以认为，烟气 中的氧化剂处于稳态，因为他们连续形成和破坏。后一种反应与烟雾中的相似， 说明在污染大气中对主动和被动吸烟者极其有害。
其他体外研究中，对经过滤嘴的香烟烟气和全烟雾(未过滤的)对人血浆的氧 化作用进行了研究。研究者发现，血浆在接触烟气后发生脂质过氧化作用，但对 全烟雾则无此反应。脂质过氧化反应直到体内维生素C被消耗殆尽即被完全氧化 后才开始。他们还发现，香烟烟雾会氧化血浆蛋白硫醇(甲硫氨酸和半胱氨酸连接 键)和低密度脂蛋白。他们推定，烟气中氧化剂诱导的脂质过氧化改变了与动脉粥 样硬化形成相关的脂蛋白。如本文所述，还原型谷胱甘肽和维生素C或维生素C 衍生物(例如其酯)的协同作用有利于抵抗烟草氧化剂，缓解或延迟烟草烟对口、 咽和呼吸道上皮，对支气管肺泡液和对肺实质的危害。
受到氧化应激的细胞会严重影响细胞功能，对细胞膜的脂质、蛋白、细胞骨 架结构和DNA造成伤害。已经测定了自由基对DNA的损害，例如形成单链断裂， 双链断裂和染色体畸变。已经证明，细胞经受离子辐射和香烟烟雾，细胞内DNA 损伤增多，因此，吸烟者口咽癌、食管癌和肺癌的发病率增高。
巨噬细胞和中性粒细胞吞噬细胞的活性与所谓“呼吸爆发(respiratory burst)”反应相关，这依赖于质膜NADPH氧化酶。然后，氧自由基被超氧化物歧 化酶转化为H2O2。Clausen证明，吸烟者因吸入的颗粒而使肺泡巨噬细胞和周围 中性粒细胞发生的呼吸爆发反应高于非吸烟者，前者发生口腔和呼吸道病变和症 状的危险性也高于非吸烟者。“呼吸爆发”反应还可能因中性粒细胞分泌弹性蛋 白酶而损害弹性纤维，还会损害α-1抗胰蛋白酶。而口腔给予吸烟者大量抗氧化 剂能降低“呼吸爆发”的影响。用维生素E和C以及β胡萝卜素在10名吸烟者和 10名对照中评价了对后者的影响。
其他研究显示，烟草烟损害肺泡巨噬细胞的吞噬细胞的功能。非过滤香烟产 生的烟草气相是G-3P-脱氢酶的强抑制剂，造成吞噬细胞功能失常，这可能是通 过对酶-巯基的封闭，因为保护作用一般是由巯基氨基酸半胱氨酸提供的。Evans 及其同事(arch environ hlth：103-106，1979)研究了4种香烟过滤嘴对烟草烟游离气 相水溶液抑制该酶的作用。他们认为，硫化氢是这种烟雾中的主要抑制剂，抑制 作用取决于年龄和游离气相溶液的量以及接触时间。市售乙酸纤维素-活性炭过滤 嘴可有效消除这种抑制剂。Green也证明，还原型谷胱甘肽和L-半胱氨酸对香烟 烟雾对肺泡巨噬细胞的损伤具有保护作用。这两种抗氧化剂都是保护性巯基的来 源。
肺能够调整生化酶和非酶抗氧化系统来避免、限制或逆转氧化剂对肺的损 伤。这具有保护作用，使呼吸组织在高氧分压环境中工作和长期暴露于大气污染 时维持正常的肺功能。因为接触环境，就象皮肤接触氧气和紫外线辐射，肺会被 吸入的气态或颗粒物质损伤，尤其是在主动和被动吸烟者中。肺损伤会造成肺和 支气管循环状态改变，造成血浆渗出作用。局部气路水肿会造成气路狭窄，或者， 液体会在肺泡内积累，正如在成人呼吸窘迫综合征(ARDS)中所发生的那样。
这种细胞损伤还会造成支气管亢进，象哮喘，最终造成肺功能衰竭，表现为 血液氧不饱和与二氧化碳的局部积累。这又称“吸烟者肺”。
例如由吸入的烟草、烟、臭氧烟雾等产生的反应性氧化物是支气管过敏反应 和炎性肺损伤的主要原因。象在其它组织中一样，肺内的抗氧化酶包括将超氧化 物转化为过氧化氢的超氧化物歧化酶(SOD)，和将过氧化氢还原成水的过氧化氢 酶。该反应可被以还原型谷胱甘肽(GSH)为底物的硒辅因子酶谷胱甘肽过氧化物 酶催化。谷胱甘肽过氧化物酶还能以还原型谷胱甘肽为底物将脂类过氧化物还原 成对应的醇。
普遍存在的非酶硫醇三肽，谷胱甘肽(GSH)，在维持反应性氧自由基敏感性 细胞组分的健全中起着重要作用。这种作用来自于，如前所述，其还原型(GSH) 作为抗氧化剂的直接作用和作为辅因子。已发现支气管肺泡灌洗液中存在GSH。 在细胞中，GSH在此过程中被氧化成GSSG，但谷胱甘肽还原酶消耗NADPH作 为还原型对等物来源，保持着抗氧化活性所需的GSH细胞浓度平衡。在GSH耗 尽状态，包括营养不良和严重的氧化应激，例如吸烟，细胞会受损和死亡。
肺中起着抗氧化作用的其它非酶分子包括抗坏血酸(维生素C)；就目的而 论，尤其是在肺的胞外防御中，它高浓度地存在于肺气路衬里(1ining)液中。抗坏 血酸是自由基清除剂，也会与氧化型谷胱甘肽(GSSG)反应，将其还原成GSH。 而且，在细胞的脂质膜中，疏水性α-生育酚(维生素E)与维生素C发生协同作用， 通过积极清除脂类过氧化物及其它自由基抑制脂类的过氧化(就象香烟的烟所诱 导的)。
各种研究已证实氧化应激与烟草烟和其它有毒环境因素造成的各种器官损 伤具有重要关联，继续对各国公众健康产生危害。通过香烟、雪茄和烟斗吸食烟 草和因吸食和咀嚼烟草导致的局部口腔病变会造成严重的发病率和死亡率。流行 病学研究强烈提示，烟草与动脉粥样化和冠状动脉疾病，肺气肿和各种癌症，包 括口咽和肺肿瘤形成的疾病发生有关。长期吸烟与诱导氧化损伤发生的自由基出 现有关。血、尿和组织内的各种抗氧化剂或自由基代谢副产物测定支持组织氧化 损伤参与与吸烟和环境污染相关的各种疾病发生的观点。一实例是F2异前列腺 烷之一的8-EPI-前列腺素2a，这是一种稳定的脂过氧化产物，可通过血浆或尿液 层析来分析。长期吸烟者，尤其是“重”吸烟者，尿液内8-EPI-PGF-2a水平高于 同等的不吸烟的对照。戒烟或戒烟后换用尼古丁贴片，降低尿液中的8-EPI- PGF-2a水平，但恢复不到正常范围。对象重又吸烟的进一步研究发现，口服已知 具有抗氧化作用的抗坏血酸(维生素C)降低尿液内8-EPI-PGF-2a水平，这反映对 机体氧化损伤的体内抑制。
研究还预计，烟草烟中包含3,000种以上的不同成分，其中大量是有毒的， 有些是致癌的，许多产生自由基。这些化合物中大多数已经鉴定，归入所谓主流 烟和侧流烟。前者是吸烟时通过烟草产品的口嘴处吸入的烟，侧流烟则是吸烟间 期从香烟燃端飘出的烟。虽然焦油与尼古丁留在香烟的过滤嘴内，在将有过滤嘴 和没有过滤嘴的香烟进行比较时，这主要适合主流烟的情况。而且，在产烟率低 和超低的香烟中，主流烟明显减少。但是，与无过滤嘴的香烟相比，有过滤嘴的 香烟侧流烟中发散的有毒和致癌物质并未明显减少。所以，主要是侧流烟造成了 环境中的烟，影响着吸烟者与其不吸烟者(又称次级吸烟者)。慢速消耗高产烟率 的香烟不减少主流烟产生的致癌物质室内污染和烟草烟产生自由基的能力，虽然 吸低产烟率烟草和有过滤嘴的香烟减少主流烟中的上述水平。
烟草，无论是以香烟、雪茄还是烟斗的形式吸食，都会对口腔造成不良影响。 烟草的烟有两次机会对口腔造成危害：当它被吸烟者吸入的时候和当它被呼出的 时候。
黏膜白斑病，是在吸烟者中发现的由烟草诱导的颊黏膜上的白斑，这是一种 因直接接触烟草所致的局部刺激症状，与吸烟的频率和年数直接相关。虽然黏膜 白斑病是一种良性口腔损伤，但有恶变的可能，需要通过损伤活检来排除癌症可 能。终止烟草产品的使用后，黏膜白斑病会减退或完全消失。
每年诊断新增30,000例口腔癌，占新发现癌病例的2％至4％。口腔癌每年 造成8,000人死亡，每年确诊病例中5年存活率仅为半数。患者中大多数是烟草 产品使用者。其他致病因素包括滥用酒精，营养不良和口腔卫生不佳。
烟草还造成其他口腔症状或口腔及牙齿疾病。烟草会造成口臭，造成味蕾麻 木，干扰食物的气味和口味，使牙齿发黄，造成龋齿。例如，吸烟者的牙斑多于 非吸烟者。烟草还与破坏性牙周病和掉牙有关。急性坏死性溃疡性牙龈炎(“战壕 口炎”)是一种破坏性，有痛感的炎症，多发于吸烟者。据称，对烟草烟“过敏” 的人的鼻黏膜和鼻窦黏膜水肿也与烟草有关。
与香烟一样，有证据表明，雪茄也有毒性和成瘾性。抽吸雪茄和香烟的人发 生口咽癌的危险性都更高，后者更容易得肺癌、肺气肿和心血管疾病。香烟中的 烟草一般是焙干的，所得产物略呈酸性，而雪茄的缓慢焙干过程却使其略带碱 性。在此pH，尼古丁更容易被吸收。与香烟不同，雪茄种类更多，大小和尼古 丁含量各不相同。吸雪茄者可能用一个小时来吸完一支大“哈瓦那”，虽然有些 人有意只吸入很少的烟；然而，在非吸入者中，他们的尼古丁水平会因非毒性共 吸收作用而升高，就象发生在吸烟者中的一样。吸雪茄者还常会含一支不点燃的 雪茄在口中，因而使口腔通过局部吸收接触更多尼古丁。所以，抽吸雪茄造成的 口腔接触危害和局部产生的自由基与香烟相当或更严重，产生不良效应和患口咽 癌的危险性。
已知，滥吸香烟造成的最终并发症为肺癌和慢性肺病。尼古丁焦油中含有致 癌物质，吸烟则在呼吸道内诱导自由基反应，两者都可能造成因滥吸烟草诱发的 口咽疾病，肺病和癌症。香烟过滤嘴“捕捉”尼古丁焦油，但不捕捉气相化合物。 各国流行病学研究显示，焦油含量、吸烟量、所吸烟草种类和过滤嘴的使用对吸 烟者患口咽癌和肺癌的可能性具有不同影响。而且还研究了戒烟对上述呼吸道疾 病的作用。
在沿呼吸道气路内的上皮之下是丰富的微血管网络，运送着来自鼻和支气管 动脉的全身血液。这些血管为黏膜提供营养以维持其保护功能。不论缘于何种刺 激(包括烟草烟)，蛋白性血浆的血管渗漏是肺部炎症的主要征兆之一。由于流体 静压差，血浆的这种外渗是单向向外的运动，因此成为特殊的防御机制和炎性应 答。许多吸入后对气路黏膜的刺激会造成这种外渗，包括有害化学物质，气体， 颗粒物和细菌。这第一道防线最初是非损伤性和可逆的，但是强大或长期而持久 的刺激，例如烟草烟和其它环境污染物，其它自由基和有毒物质，会造成因白细 胞被氧化破坏造成的肺损伤。
已经指出，吸烟会造成征兆-症状综合征，如已知的慢性阻塞性肺病，最严 重的是肺气肿。有关吸烟不良后果的有些临床观察来自一种遗传性多器官疾病， α-1-抗胰蛋白酶缺陷。这种遗传的纯合的α-1-蛋白酶抑制剂缺陷造成肺气肿，但 只发生在自低龄开始吸烟的患者中，不发生在没有这种遗传缺陷的吸烟人群中。 局部蛋白酶抑制剂具有保护肺弹性蛋白组织的作用，而吸烟则损伤这些局部蛋白 酶抑制剂。
在支气管病或肺病急性发作或加剧患者中，感染性疾病(例如气管-支气管病 或肺病)的病因或病原造成白细胞局部积聚，因此发生呼吸道上皮发炎和胸膜渗 出。白细胞的作用是抗击有害物质和微生物，引起过氧化氢和各种酶(包括髓过氧 化物酶)向胞外液中释放。这些髓过氧化物酶能够催化过氧化氢在氯离子存在下形 成强反应性次氯酸。HOCl继而氧化组织成分和血浆蛋白酶抑制剂。
肺很容易因吸入有毒物质而遭受损伤，由呼吸道上皮细胞和肺血管内皮细胞 对这种损伤做出应答。细菌、真菌和病毒也会造成肺感染。上述物质都会激发呼 吸道组织自由基反应和抗氧化-炎性应答。从病因学上说，作为对吸入颗粒或气体 的第一道防线，呼吸道和肺依靠活性酶和非酶抗氧化物防御机制来避免、减小、 逆转甚至修复这种对呼吸道和肺的氧化损伤。前者包括将有害的超氧化物自由基 转化成过氧化氢的超氧化物歧化酶，以及将过氧化氢还原成水的过氧化氢酶。后 一反应也可由含硒谷胱甘肽过氧化物酶催化，该酶还能将氧化剂诱导的脂类过氧 化产生的脂类氢过氧化物还原成醇，同样以谷胱甘肽为还原性基团来源。所以， 硫醇三肽，谷胱甘肽(GSH)在反应性氧防御机制中起着直接抗氧化剂和辅因子的 作用。在此过程中，谷胱甘肽被氧化，但是，谷胱甘肽还原酶维持着其还原型化 合物的细胞浓度。
还注意到，有些细胞具有钠依赖性GSH摄入系统，使得细胞既能利用外源 GSH又能利用内源合成GSH，因此加强了细胞抵御氧化性和自由基损伤的能力， 胞外GSH也保护了细胞的存活。研究表明，细胞活性与线粒体内GSH浓度的关 系最密切。没有GSH时，脂类的过氧化不受控制，导致细胞损伤和死亡。相反， GSH则与抗氧化性酶和食物中的维生素类抗氧化剂协同作用，保护细胞不受自由 基侵袭。
非酶抗氧化剂也保护肺免受多氧化物环境的损伤。抗坏血酸(维生素C)是肺 细胞外组织和表面液体内的自由基清除者，并与氧化型谷胱甘肽协同作用将谷胱 甘肽恢复成其代谢活性形式即还原型分子。
维生素C，抗坏血酸，在人体代谢中具有重要作用。作为抗氧化剂，它保护 皮肤免受辐射、烟草烟、以及其它吸入或咽入的环境污染物的自由基损伤。维生 素C促进胶原合成，组织修复和伤口愈合。它还提供对抗与吸烟有关的有害化学 物质的保护，所述物质包括尼古丁、一氧化碳、n-亚硝基化合物、氧化氮、硝酸 气体等。虽然抗坏血酸会在上述清除过程中减少，但NADPH酶系统能分离出抗 坏血酸根作为还原性分子源。所以，通过与生育酚的协同作用，维生素C可循环 用于减少脂类的过氧化作用。Markham的专利(美国专利4,822,8916)谈到口服维 生素C以证明其对自由基的作用。
吸烟者的抗坏血酸血浆水平一般低于同等的非吸烟者。临床和研究证据表 明，吸烟者需要更多的抗坏血酸，饮食补充维生素C可为吸烟者提供保护。
维生素A是人类的必需营养素之一。相对的维生素A缺乏不利于皮肤和黏 膜，包括口腔和呼吸道黏膜。当口服补充维生素A或其多种衍生物之一(都可购 得)时，以上病变可逆转。视黄醇是维生素A在血浆中的运输形式，视黄醇酯则 是其在肝和黏膜内的储存形式。已有报道，发现吸入尼古丁后的支气管炎患者和 黏膜损伤恶变前患者的黏膜内缺乏维生素A。Biesalski在1992年5月12日的美 国专利5,112,598中描述了维生素A化合物的应用，即，由特异性分子即视黄醇 结合蛋白运输这些化合物来弥补维生素A缺乏，但不至达到毒性水平。在此参考 的专利’598提出了以视黄酸(retinoid acid)或其酯或视黄醇酯为活性物质的药物 制剂。尤其是，该专利提出并描述了用于呼吸道的外用气雾剂。
在此参考的1972年6月6日Waterbury的美国专利3,667,478公开了一种带 过滤嘴的香烟，含有稳定化的活性维生素A制剂水性乳液。该专利说明了提供直 到香烟被抽吸前长时间内保持稳定性的方法。如美国专利3,339,558所述，香烟 过滤嘴的前端含有一个可破裂的胶囊，内含一定量的维生素A，并说明了将这些 维生素A引入吸烟者口腔和呼吸道的方法。点燃前，对所述胶囊施压，使得活性 物质释放出来，分散在过滤嘴中，维生素A因而可接触到从过滤嘴通过的香烟的 烟。专利’478还说明，稳定化的维生素A还可以分散、浸渍在烟草中，或通过 使用明胶或其它胶体材料而充满在小滴或小珠中，这样，稳定化的维生素A就很 容易被通过过滤嘴的烟所夹带。所以，在烟草本身或带过滤嘴香烟的过滤介质 中，都充满了分散的和随机分布的维生素A制剂的微小液滴或颗粒。包裹和保护 维生素A的方法与用于微胶囊的方法相似。
Irimi及其同事在本发明参考的1991年10月29日的美国专利5,060,672中说 明了一种高效烟草烟过滤嘴。他们公开了一种组合物，包含机械和/或吸附性过滤 材料，和一种含对甲醛具有高亲核加成性的化合物的材料，这样，这些材料与没 有被过滤掉的醛类发生化学反应。化合物之一包含烯二醇结构。该专利指出，具 有协同作用的组合物消除了烟草烟中被激发的甲醛基团。
已知，用低焦油含量的烟草和香烟过滤嘴可以减少烟雾中的焦油。还进行了 其它努力，旨在通过改进过滤嘴或在过滤嘴中添加化学物质来减少烟草本身的有 毒和有害物质。Caseley在本文参考的1985年8月6日的美国专利4,532,947中 说明了一种使用无毒盐w-巯基-亚烷基-磺酸盐以及半胱氨酸和乙酰半胱氨酸进一 步减少烟草中醛类的方法。这些组合物被加入香烟过滤嘴或有过滤嘴的烟嘴中， 用于在吸烟时减少那里的有毒烟草物质。
在此参考的1976年8月3日的美国专利3,972,335中，Tiggelbeck和Mannes 公开了一种香烟过滤嘴，其中含有醇或其它烟雾-遮味剂。他们用一种孔隙修饰 剂例如蔗糖浸渍颗粒活性炭，由此延长保存期并改善烟雾遮味剂的传递。部分活 性炭被用来吸附醇或其它遮味剂。
在此参考的1995年12月5日的美国专利5,472,002中，公开了一种通过吸 入给予牛磺酸的香烟过滤嘴。该专利公开了3种方法或装置来给予吸烟者氨基 酸。内容涉及一种香烟过滤嘴，具有用于过滤来自点燃的烟草的烟气的过滤材 料，和各种用于包含牛磺酸的方法，使得牛磺酸能够在吸烟时通过过滤嘴被引入 烟雾。已经证明，吸服牛磺酸具有避免和缓解呼吸道病痛的作用，包括重要的黏 液溶解特性。后者与在此参考的1990年3月20日Puracelli的美国专利4,910,222 所述的半胱氨酸的作用相似。
许多研究者说明了香烟过滤系统有助于截留烟草烟中的焦油，尼古丁和其它 有毒化学物质。Choen和Luzio在美国专利5,009,239(在此参考)中说明了一种改 善香烟过滤元件选择性截留和通过特性的方法。他们采用聚乙烯亚胺，用诸如甲 酸、丙酸、乳酸等有机酸缓冲到约8至9.5的pH。用这种方式，过滤嘴能够截留 香烟烟气中的醛类和尼古丁以及副产物。
Brown及其同事在1993年10月5日的美国专利5,249,588(在此参考)中发明 了一种烟草制品，它包含用高水平(4-15重量％)保湿剂处理过的烟草。这种烟草 制品包含烟草棒，棒则包含剪切过的展开的烟草和包装纸，所述烟草被充满了保 湿剂。Von Borstel和Craig在1996年3月26日的美国专利5,501,238(在此参考) 中也讲述了一种含保湿剂的香烟过滤嘴。他们以焦谷氨酸钠作为保湿剂，并增加 了表面活性剂例如乙氧基化物，旨在吸收烟草烟中的湿气以便对烟草烟进行湿过 滤。他们还公开了，还可以加入其它抗氧化剂与抗致癌物质来过滤或灭活烟中的 有毒成分。专利’238揭示了3种可有效去除烟中焦油的过滤嘴：a)常规乙酸纤 维素过滤嘴，b)乙酸纤维素加焦谷氨酸钠，和c)市售湿过滤系统。
Lee和Harris在1993年10月23日的美国专利4,964,426(在此参考)中公开了 烟草烟的过滤嘴及其制造方法。所述的过滤元件例如乙酸纤维素表面含至少1重 量％microalicular晶体化合物例如碳酸钠以促进过滤。
香烟烟雾诱导对脂类、DNA和蛋白质尤其是蛋白质-SH基团的氧化损伤，因 为这种烟雾中含有大量自由基和醛类，包括乙醛、丙醇和丙烯醛以及其它有害分 子。在口咽和肺中，香烟烟雾还加速反应性氧的产生，这是通过应答有毒物质刺 激而局部募集和活化吞噬细胞进行的。吸入的烟首先接触呼吸道内表面液体，该 液体中含抗氧化剂，尤其是还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸。因此是第一道防 线。香烟烟雾和自由基对血浆蛋白的攻击可通过羰基试验和酶活性及SH基团的 损失来测定。Reznick等揭示，香烟烟雾的全部或其气相激发人血浆内羰基的形 成，GSH则抑制这种激发。相反。人血浆仅暴露于气相而非全部香烟烟雾，则造 成对脂类的氧化损伤。因此，我们考虑本发明的组合物应包含GSH，抗坏血酸及 其它协同性抗氧化剂，以加入香烟的内过滤嘴和烟草制品的外过滤器，或加入烟 草本身或卷烟纸中。
发明概述
本发明包括将抗氧化剂防御系统加入用于烟草制品的过滤嘴中，或加入烟草 中，或加入所述烟草制品的包装材料中。本发明使用具有协同作用的抗氧化剂， 它们分散在香烟过滤嘴或外过滤嘴等烟草制品过滤嘴中，用于避免或缓解因吸烟 诱导的对口咽、呼吸道和肺的自由基损伤。组合物靠经各种状态过滤嘴的吸入作 用来提供。最广义的说，本发明包含还原型谷胱甘肽和用于形成谷胱甘肽还原型 的辅助成分，后一成分包括含硒，例如硒代氨基酸，例如硒代甲硫氨酸或硒代半 胱氨酸。作为其它可选成分，组合物可考虑包含抗坏血酸和/或其衍生物之一，含 硫氨基酸例如L-半胱氨酸、L-牛磺酸和/或L-甲硫氨酸，α生育酚，维生素A和E 和锌盐。
最好，过滤嘴内的上述药学活性抗氧化剂系统包含约1.0mgL-抗坏血酸，还 原型谷胱甘肽，2.0μg硒代甲硫氨酸形式的硒和约05mg L半胱氨酸。组合物还 包含约2.0I.U.的乙酸D，L-α生育酚和约2.0I.U.的维生素A。以上是每个香烟过滤 嘴内或靠近过滤嘴的胶囊(以上成分被脂类包裹在内)内的优选含量。 本发明的详细说明
不局限于任何具体理论，我们发现，还原型谷胱甘肽通过氧化自身来保护细 胞不受氧化应激。所以，L-谷胱甘肽必须与其它酶系统组合来发挥作用，从而被 还原，恢复行使其作为自由基清除者的作用。GSH还与需以硒为辅因子的谷胱甘 肽过氧化物酶协作，发挥其生物抗氧化剂的功能。已知，硒化合物能够通过谷胱 甘肽过氧化物酶的作用与还原型谷胱甘肽一起在体内清除以氧为中心的自由基。 据信，硒-GSH过氧化物酶在还原型谷胱甘肽存在下催化氢过氧化物。该反应减 少谷胱甘肽，生成氧化型谷胱甘肽GSSG。然后，GSSG又被谷胱甘肽还原酶还 原成GSH，由此保持有充足的细胞GSH来重新清除自由基。
此外，谷胱甘肽和硒还具有体内协同作用，因为它们都是同一酶系统的成员。 GSH起着特异性供体底物的作用，通过饮食或局部应用的硒制剂提供的硒或硒代 氨基酸则提供GSH过氧化物酶的辅基。谷胱甘肽与硒的抗氧化剂功能本质地相 互关联，因为，通过保持过氧化物酶发挥作用，GSH与硒参与氧自由基歧化产物 即过氧化氢的去除。广义的说，GSH与硒调节由氢过氧化物引发或延续的自由基 链。在本发明中，利用了硒的抗氧化剂作用，以及其抗癌和抗突变特性。
上述组合物对避免和治疗与烟草烟或其它气体或颗粒物质的接触特别有用。 他们体现着各组分间的精确平衡，其作用不仅在于减少组织内的自由基的数量， 还在于抑制其中的代谢氧化作用。本发明更好的制剂还通过制剂中某些抗氧化组 分被吸收后的再循环来增强组合物的性能。
在本发明优选实施例中，协同性抗氧化复合物是一种活性材料的分散系，它 们充满着烟草制品过滤嘴的过滤介质，虽然，如前所述，该复合物也可以加入烟 草本身或包装纸内。抗氧化复合物可以粉末、稳定的溶液或水性乳液的形式分散 在过滤嘴中，所述的形式包括以上活性成分的微囊化，例如包裹在脂质体中。还 可将上述活性成分包含在微小的液滴中，这样，当烟草燃烧产生的烟通过过滤嘴 时，烟就会携带上内含所述抗氧化成分的粉末状复合物或微小液滴。这样，当烟 进入口腔时，带有活性成分的烟就会被吸烟者吸入，然后，吸入呼吸道和肺内。 然后，抗氧化剂就能够中和和清除烟草烟本身含有的自由基和有害的烟草烟在口 腔和呼吸道内生成的自由基，复合物由此对吸烟者的黏膜和组织发挥其局部良性 作用。
如前所述，在有过滤嘴和没有过滤嘴的香烟中，都可以考虑将本发明的抗氧 化复合物分散在制品所含的全部烟草中。虽然，抗氧化复合物可以靠近过滤嘴的 末端或无过滤嘴烟草制品的基部，复合物也可以在整个制品内均匀地分布。所以， 通过使用微囊化技术，例如口用脂质体，可将这些活性成分加入有过滤嘴香烟的 过滤介质内，和加入此类香烟或无过滤嘴香烟和雪茄所含的烟草中。
为了保护本发明的活性成分，可运用本领域已知的各种微囊化或化学保护技术。 所述活性成分可包含在微囊化载体中，例如脂质体、糖脂球(glycosphere)和纳米球 (nanosphere)。这类口用载体是化妆品行业中众所周知的。脂质体是卵磷脂球体， 形成包围着本发明活性成分组合物的油性保护膜。脂质体所包裹的活性成分穿过 烟草制品，传递到口腔，在此发挥其预防与治疗双重功能，即中和各种自由基。 此外，抗氧化剂还可以象通常那样由颊黏膜吸收而全身性使用。Unger及其同事 在1996年12月3日的美国专利5,580,573(在此参考)中说明了包含充气脂质体的 治疗性药物传递系统，脂质体内含活性制剂。此前，Chakrabarti及其同事公开了 包含脂类和改性肽，以脂质体为传递载体的制剂。参见1995年1月10日的美国 专利5,380,531，本发明参考了该专利。Knight及其同事在1991年9月17日的美 国专利5,049,388(在此参考)中公开了包含脂质体的小颗粒水性气雾液滴。专利权 人将会相互作用的药物包含在脂质体膜内，这样，当后者破裂时，有效成分不会 从脂质体内流失。发明人说明了多种制备含脂质体气雾颗粒的方法。相互作用的 脂质体-药物组合颗粒被用于小颗粒气雾治疗。
在此考虑的脂质体，直径小于5微米，并易于与活性成分一起制成均匀的大 小，以便分散在香烟过滤嘴的过滤材料中或可破裂水性胶囊中，所述的囊含有包 裹了抗氧化剂的脂质体。在各种情况中，脂质体内的活性组分都会随每一次抽吸 而被吸烟者吸入，由此中和口咽和呼吸道及肺内由烟草烟产生的自由基。
除了将本发明抗氧化剂加入过滤嘴、烟草或过滤嘴前的胶囊之外，还可以将 它们附着在经处理的卷烟纸上。这尤其能减少侧流烟中的自由基，它们对于接触 二手烟者和处于主流烟和侧流烟中的主动吸烟者都特别有害。Chad及其同事在 1996年7月30日的美国专利5,540,242(在此参考)中公开了一种通过在香烟烟雾 中加入添加剂来减少侧流烟的方法。他们的卷烟纸中包含藻酸盐作为成膜剂，并 与琥珀酸钾、柠檬酸钾或乙酸钾等碱金属盐等燃烧添加剂组合，形成减少侧流烟 的涂层。可将本发明具有协同作用的抗氧化剂组加入卷烟纸中，不仅可减少侧流 烟，而且可中和吸入的烟草烟内的自由基。如此处理后的卷烟纸没有异味，改善 了灰烬形态，或者减少香烟的抽吸口数。过滤嘴中还可以包含由吸烟者吸入的粉 状抗氧化复合物，并含或不含醇等遮味剂，这些是本领域众所周知的。
已经有了处理烟草以减少或抑制烟草烟中有毒化学物质的报道。例如， Wadell及其同事在1990年11月6日的美国专利4,967,772中公开了一种烟草制 品，是将烟草和一种醇包含在一个容器内。本发明参考了该专利，它认为，这种 醇与环己醇类似，其蒸汽可随烟草烟流被吸入。该专利称能够抑制有毒的烟草中 的亚硝胺及其衍生物或其代谢产物在吸烟者组织内的选择性聚集，但蒸汽中的醇 对吸烟者并无影响。Wadell在1990年10月30日的美国专利4,966,169(在此参考) 中说明了将醇直接喷洒并再次干燥的切碎烟草。专利权人指出，该方法减少了烟 草对健康的危害，同时，烟中的醇受热释放，在支气管组织中能够抑制所述亚硝 胺的聚集。
在本发明优选实施例中，活性成分包括一组协同性抗氧化剂，它们按以下每 个香烟过滤嘴中的剂量使用。必须指明，要表示出一包烟的用量，每个值都应乘 以20，这是一般一包烟所含的香烟支数，一条烟含10包。各组分不论是以粉末 或凝胶或包裹在珠体中的形式分散在各支烟的过滤材料中，还是与诸如各种丙烯 酰胺共聚物或以马来酸酐接枝的聚乙烯醇等超吸收剂混合，其含量范围均如下所 述。在后一种情况中，先将活性成分溶解在甘油中，然后按至少1至1,000份活 性成分对至少1至10,000份超吸收剂的比例与超吸收剂混合，具体比例取决于超 吸收剂容纳水性甘油基活性复合物的能力。
在本发明另一优选实施例中，活性协同性抗氧化剂首先在诸如口用脂质体等 保护性磷脂载体内或用其它微囊化技术形成微囊，这些都是本领域已知用来保护 口服药物、维生素、氨基酸、肽等的技术。
活性成分是：
1.L-谷胱甘肽，每支烟内的含量为至少0.01mg至20mg，较好的是0.10mg 至10mg，最好的是1.0mg至5.0mg。
2.L-硒代甲硫氨酸或L-硒代半胱氨酸，其在每支烟内的浓度可产生至少 0.01μg至10μg硒，较好的是1.0μg至2.5μg硒。 可选组分
3.L-半胱氨酸和/或其酯、N-乙酰-L-半胱氨酸，每支烟中的含量为0.1- 10.0mg，较好的是0.5-5.0mg，最好的是1.0-2.5mg。
4.抗坏血酸或棕榈酸抗坏血酸酯或其它抗坏血酸酯形式的维生素C，它单 独存在或包裹在诸如脂质体等微囊中，每支烟中的含量为0.1-60.0mg，较好的是 D.5-30.0mg，最好的是1.0-3.0mg。
5.用于分散系的粉末形式的维生素E，如乙酸生育酚酯或琥珀酸生育酚酯 或其它酯，每支烟中的含量为0.01I.U.至10.0I.U.，较好的是1.0I.U.至5.0I.U.。 还可以将相同剂量的维生素E用在脂质体中。
6.维生素A，如β-胡萝卜素或棕榈酸视黄醇酯或其它稳定的维生素A酯， 每支烟中的含量约为1.0-500I.U.，较好的是10.0-250I.U.。还可以通过加入微囊 例如脂质体内来使用维生素A组合物。
7.作为可选组分之一，本发明组合物可包含锌盐，较好的是乙酸锌或葡萄 糖酸锌，每支烟中的含量约为0.1-15mg，较好的是90.5-7.5mg最好的是0.75- 1.5mg。
8.另一类可选成分是氨基酸，例如前述的甲硫氨酸和/或牛磺酸，每支烟中 每种的浓度约为0.5-20mg，较好的是1.0-10mg。
以上和以下所述各种成分的水平都是基于一支香烟的过滤嘴，它们或者被过 滤材料吸收或以可破裂胶囊的形式含于过滤嘴内，或者是单独的过滤嘴，与雪 茄、烟斗和无过滤嘴香烟一起使用。当用于雪茄或作为烟斗烟草的添加剂时，可 与典型香烟中的烟草含量比较，与根据烟草量成正比地调整上述各成分的大致含 量。
在本发明的最佳实施例中，可用以上成分组成水溶液，作为可破裂胶囊，组 成如下：
1.L-谷胱甘肽，至少0.01-2.0重量％，最好0.05-1.0重量％。
2.L-硒代甲硫氨酸，至少0.01-1.0重量％，最好0.05-0.1重量％。
3.L-半胱氨酸和/或其酯，N-乙酰-L-半胱氨酸，每种氨基酸含量至少0.01-2 重量％，最好0.05-0.5重量％。
4.抗坏血酸或其酯，0.1-2.0重量％，最好0.5-1.0重量％。
5.维生素E或其酯之一，0.05-1.0重量％，最好0.1-0.25重量％。
6.维生素A或其酯之一，0.1-10重量％，最好0.5-1重量％。
7.牛磺酸和/或甲硫氨酸这两种氨基酸，每种氨基酸含量为0.05-1.0重量％， 最好0.1-0.5重量％。
在本发明实施例之一中，可将可选成分，特别是外源抗氧化剂加入过滤嘴或 可破裂胶囊中的协同性复合物中。可将这些被用做抗氧化剂的自由基清除剂用于 每支香烟或其过滤嘴：
日本绿茶(儿茶酚)                约1.0μg
Pycnogenol                      约0.05mg
超氧化物歧化酶                  约0.01mg
辅酶Q                           约0.25μg
N-乙酰-L-肉毒碱                 约0.01mg
可将其它可选成分用于烟草或过滤嘴，包括已知会结合或改变有毒分子(例 如烟草烟中的醛类)化学性质的成分。所述的本发明抗氧化剂被用来在随每一口烟 从过滤嘴中被吸入时，中和烟草内以及烟草烟在口腔中生成的自由基。