Effets toxiques et indésirables de la cigarette électronique

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1 Effets toxiques et indésirables de la cigarette électronique Michel UNDERNER Unité de Tabacologie - Service de Pneumologie CHU de Poitiers m.underner@chu-poitiers.fr CSFT 2014 Paris 6 et 7 novembre 2014

2 Déclaration des liens d intérêts GSK Novartis Pfizer Pierre Fabre Santé

3 La vapeur des e-cigarettes contient 9 à 450 fois moins de substances toxiques que la fumée des cigarettes ordinaires Substances chimiques Cigarettes ordinaires µg [fumée du courant principal] E-cig. µg / 15 bouffées Ratio moyen (cig. vs. e-cig.) Formaldéhyde 1,6-52 0,20-5,61 9 Acétaldéhyde ,11-1, Acroléine 2,4-62 0,07-4,19 15 Toluène 8,3-70 0,02-0, Nitrosamines (NNN) 0,005-0,19 0, , Nitrosamines (NNK) 0,012-0,11 0, , Goniewicz ML. et al. Tob Control 2014 ; 23 :

4 Effets aigus broncho-pulmonaires

5 Auteur Effets aigus sur les paramètres fonctionnels respiratoires (EFR) Protocole Groupe témoin Résultat Flouris 2013 E-cig. (nicotine : 11 mg/ml) ad libitum, 30 mn Fumer 2 cigarettes (marque habituelle) Sham cig. (cigarette non allumée) Pas de diminution significative du rapport VEMS/CVF Diminution significative de 7,2 % du rapport VEMS/CVF (p < 0,001) Vardavas 2012 E-cig. (nicotine : 11 mg/ml) ad libitum, 5 mn Sham E- cig. (E-cig. sans cartouche) Légère augmentation des résistances pulmonaires périphériques : + 0,025 Kpa / [L/s]) p = 0,05 Flouris AD. et al. Inhal Toxicol 2013 ; 25 : Vardavas CI. et al. Chest 2012 ; 141 :

6 Effets aigus sur la résistance des voies aériennes Palamidas et al. Poster 1054 ERS 2013 Groupe A E-cig. 11 mg/ml de nicotine Groupe B E-cig. sans nicotine Paramètre mesuré Fumeurs JF JF Résistance (Raw) [après vs. avant] Augmentation significative p = 0,033 p = 0,006 p = 0,005 Conclusion des auteurs : les effets ne sont pas liés à la nicotine mais à d autres composants de la vapeur

7 Pneumonie lipidique provoquée par l e-cig. Femme de 42 ans, utilisant une e-cig. depuis 7 mois Dyspnée et toux productive depuis le début de son utilisation Arrêt de l e-cig. => disparition des SF et des anomalies RP + TDM Substance incriminée : glycérol [= glycérine végétale] Toutefois, pour Farsalinos et al. [Ther Adv Drug Saf 2014 ; 5 : ], le glycérol (= alcool ) ne peut être mis en cause (= rôle possible des e-liquides à base d huile) Premier cas rapporté : McCauley L. et al. Chest 2012 ; 141 :

8 Pneumonie lipidique et e-cig. TDM : lobes inférieurs Aspect en verre dépoli avec plages pseudo-nodulaires («patchy») LBA : macrophages alvéolaires avec surcharge lipidique [Coloration par le Oil-Red-O ; Grossissement x 100] McCauley L. et al. Chest 2012 ; 141 :

9 Un cas de bronchiolite subaiguë Homme de 63 ans ; arrêt tabac avec une e-cig. (19 mg/ml nicotine) Toux (48h) + dyspnée sévère (sem. suivante) Cs sem. 4 : râles sibilants diffus + syndrome mixte d apparition récente aux EFR, évoquant une bronchiolite subaiguë Arrêt de l e-cig. : Amélioration de la toux + dyspnée en 48h puis disparition complète sans Tt en 7 j Retour aux valeurs de base des EFR en 2 mois TCA (e-liquide et PG) : pas d HS immédiate ou retardée Rôle possible des microparticules (50 nm) de l aérosol de l e-cig. Hureaux J, Drouet M, Urban T. Thorax 2014 ; 69 :

10 Effets aigus cardiovasculaires

11 Toxicité des e-liquides sur les cellules myocardiques en culture Vapeur de 20 e-liquides [6-24 mg/ml de nicotine] et fumée de tabac Viabilité des cellules myocardiques exposées Cytotoxicité = viabilité < 70 % (vs. cellules non exposées) Vapeur des e-cig. : moins cytotoxique que la fumée de cigarette (absence de toxicité pour 16 marques sur 20) Absence de corrélation entre cytotoxicité et concentration en nicotine des e-liquides Farsalinos KE. et al. Int J Environ Res Public Health 2013 ; 10 : Etude de Romagna et al. [Inhal Toxicol 2013 ; 25 : ] Cytotoxicité significativement moins importante de 21 e-liquides (vs. fumée de tabac) sur des fibroblastes murins en culture

12 Nicotinémie et fréquence cardiaque Résultat des 2 études de Vansickel Nicotinémie [ng/ml] Fréquence cardiaque [bpm] Vansickel AR Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2010 ; 19 : Pas de différence significative (avant vs. après utilisation de l e-cig.) Vansickel AR Nicotine Tob Res 2013 ; 15 : Augmentation significative dès la 5 ème mn

13 Nicotinémie et fréquence cardiaque Différences entre les 2 études de Vansickel Vansickel AR Vansickel AR Effectif N = 32 N = 8 Population étudiée Fumeurs 15 cig./j Jamais utilisateurs d e-cig. Petits fumeurs (< 5 cig./j) ou Ex-F. Utilisateurs habituels d e-cig. Modèle d e-cig. E-cig. de première génération E-cig. de seconde génération

14 Effets aigus sur la fonction myocardique VG Echocardiographie doppler Fumeurs (n = 36) Ex-F utilisant l e-cig. (n = 40) Protocole Paramètre IVRTc (ms) MPI Fumer 1 cigarette de tabac Augmentation de 10,4 +/- 10,1 P < 0,001 Augmentation de 0,03 +/- 0,04 P = 0,002 Résultat [après vs. avant] Utiliser 1 e-cig. (nicotine : 11 mg/ml) ad libitum, 7 mn Différence NS (p = 0,286) Différence NS (p = 0,330) IVRTc : temps corrigé de relaxation isovolumétrique ; MPI : indice de performance myocardique Contrairement au tabac, l e-cig. n a pas d effet délétère aigu sur la fonction myocardique VG (notamment sur la fonction diastolique / relaxation myocardique) Farsalinos KE. et al. BMC Cardiovasc Disord 2014 ; 14 : 78.

15 Un cas de fibrillation auriculaire paroxystique Femme de 70 ans Plusieurs épisodes de fibrillation auriculaire paroxystique survenant immédiatement après utilisation de l e-cig. (sans récidive après son arrêt) Surdosage probable en nicotine (remplissage excessif de la cartouche) 2 cas rapportés avec des gommes de nicotine [Rigotti NA. JAMA 1986 Choragudi NL. Heart Dis 2003] Monroy V. et al. Clin Geriatr 2012 ; 20 :

16 Avis des utilisateurs concernant les effets des e-cigarettes sur la santé

17 Avis des utilisateurs : Etude de Hua et al forums sur Internet Effets négatifs : 318 / Effets positifs : 69 Bouche Gorge Effets négatifs Irritation, sécheresse, goût métallique Irritation, brûlure, douleurs, sécheresse Effets positifs Meilleure haleine «Throat hit» Appareil respiratoire Toux sèche Irritation, brûlure, douleurs - Amélioration : souffle, asthme, bronchites, BPCO - Diminution : toux et expectoration Hua M. et al. J Med Internet Res 2013 ; 15 : e59.

18 Avis des utilisateurs : Etude de Farsalinos et al Avis de vapoteurs sur un site Internet Avis e-cig. (vs. cig. de tabac) % Sans aucun danger 11 Moins dangereux 88,2 Aussi dangereux 0,5 Plus dangereux 0,1 Farsalinos KE. et al. Int J Environ Res Public Health 2014 ; 11 : Effets indésirables % Aucun 40,2 Douleurs, sécheresse (bouche et gorge) 38,9 Gingivite, saignement gingival 13,1 Toux sèche 12,8 Troubles du sommeil / insomnie 6,3 Vertiges 5,1 Douleurs / inflammation : langue et bouche Palpitations cardiaques 5 Somnolence 3,4 Douleurs thoraciques 3,2 Saignement nasal 3,1 Difficultés à respirer 2 5

19 Exposition accidentelle, incendies, explosion Risque d exposition accidentelle à la nicotine (contact cutanée ou ingestion) : 35 cas (14 enfants) [Cantrell F. J Community Health 2013] Risque d intoxication mortelle en cas d ingestion de e-liquide (enfant) Dose létale «classique» : 60 mg (études du XIXème siècle) 1 flacon de 20 ml = 360 mg de nicotine = quantité largement > à cette dose létale Toutefois, cette dose a été remise en question : elle serait de 500 à 1000 mg selon Mayer [Arch Toxicol 2013 ; 88 : 5-7] Incendies (moins de risque qu avec la cigarette de tabac) Explosion de batteries

20 Conclusion [1] La vapeur des e-cig. est moins toxique que la fumée des cigarettes Fumée de cigarette Pathologies Vapeur de e-cig. Nicotine ++ Carcinogènes +++ CO +++ Addiction Cancers Maladies cardio-vasculaires Nicotine ++ (si présente) Carcinogènes = 0 ou traces CO = non Irritants +++ (acroléine) Irritation BPCO Irritants +/- (pas d études à long terme) Rapport et avis d experts sur l e-cigarette - OFT Mai 2013

21 Conclusion [2] Les études sur les effets des e-cig. sur la santé sont peu nombreuses et ne portent que sur les effets aigus ou à court terme Les études futures devront évaluer : Les risques d utilisation par voie inhalée La toxicité éventuelle des substances après chauffage (50 à 250 C) Les risques éventuels de l utilisation à long terme

22 Remerciements : Bertrand Dautzenberg (Paris) Gérard Mathern (IRAAT Lyon) Rose-Marie Rouquet (Toulouse) Hon Lik (Pharmacien chinois) «Inventeur» de l e-cig. (2003)

23 Comparaison de l aérosol des e-cigarettes et des cigarettes ordinaires Demi-vie des particules de l aérosol : Cigarette ordinaire : 18 mn => risque important de tabagisme passif E-cig. : 11 secondes (évaporation rapide) => pas de risque réel de «tabagisme / vapotage passif» E-cigarette (Cigarettec*) Bertholon JF, Becquemin MH, Roy M, Roy F, Ledur D, Annesi Maesano I, Dautzenberg B. Rev Mal Respir 2013 ; 30 :

24 Effets aigus sur les cellules sanguines Tabac : augmentation immédiate des leucocytes (p < 0,001), des lymphocytes (p = 0,022) et des PN (p = 0,001) ; avec effet persistant au moins 1 heure E-cig. : pas de modification de ces cellules (p > 0,05) Flouris AD. et al. Food Chem Toxicol 2012 ; 50 : Normalisation des PNn 6 mois après le sevrage tabagique avec l ecig. chez un sujet ayant une neutrophilie chronique idiopathique depuis 7 ans Farsalinos KE. et al. Clin Med Insights Case Rep 2013 ; 6 :

25 Effets aigus sur le NO expiré (marqueur du stress oxydatif) : résultats r discordants Etude Vardavas Chest 2012 Flouris Inhal Toxicol 2013 Schober IJHEH 2014 Protocole 30 F (> 5 PA) E-cig. (nicotine : 11 mg/ml) Ad libitum ; 5 mn 15 F (> 15 cig./j) E-cig. (nicotine : 11 mg/ml) 10 puffs ; 30 mn 2 cig. de tabac ; 30 mn 9 F occasionnels E-cig. (18 mg/ml ou sans nicotine) Ad libitum ; 2 heures Effets sur le NO expiré (vs. valeur de base) Diminution de 16% (- 2,14 ppb ; p < 0,005) Pas de modification (à la fin et 1h après la session) - Pour l e-cig. - Pour la cig. de tabac - E-cig. avec nicotine : augmentation (p = 0,03) [7 sujets / 9] - E-cig. sans nicotine : augmentation NS (p = 0,554) [3 sujets / 9]

26 Le «Throat- hit» Comme la cigarette, l e-cig. provoque le «Throat- hit» : Picotement dans la gorge lors de l impaction de la vapeur Sensation recherchée par certains fumeurs et «vapoteurs» Causes possibles : Dessèchement de la gorge par le propylène glycol Irritation de la gorge par la nicotine, l alcool et/ou certains arômes (poivre, piment, menthol)

27 Effets aigus sur la cotinine sérique 15 fumeurs adultes - 3 sessions de 30 mn : Simuler l acte de fumer avec une cigarette non allumée (Sham) Fumer 2 cigarettes de la marque de leur choix (Tabac) Utiliser 10 puffs d une e-cig. [11 mg/ml de nicotine] (E-cig.) Session de 30 mn Tabac E-cig. Immédiatement après 1 h après Augmentation de la cotinine sérique vs. sham cig. (p < 0,001) Flouris AD. et al. Inhal Toxicol 2013 ; 25 :

28 Impuretés : possibles Des contrôles de qualité sont impératifs Impuretés Diéthylène glycol [DEG] Huile Impuretés des arômes Phtalates Acroléine Origine Fabrication du propylène glycol ou de glycérol Extraction du glycérol de l huile de palme. Après inhalation, risque de pneumonie lipidique : 2 cas rapportés [McCauley et al. Chest 2012 ; 141 : ] Extraction des arômes naturels Enveloppe plastique de la cartouche (si la T est trop élevée) Glycérol chauffé à haute T (théoriquement non atteinte dans les e-cigarettes) Dr Underner - Poitiers

29 Quelques chiffres Un Français sur cinq (= 10 millions) déclare avoir déjà essayé la e-cigarette [Enquête Ipsos - novembre 2013] Chez les ans, 2 jeunes sur 5 ont déjà «vapoté» 43 % estiment que c est un moyen efficace pour diminuer ou arrêter de consommer du tabac 44 % ne sont pas inquiets de l impact de l e-cig. sur la santé Toutefois, les études publiées sont peu nombreuses

30 Effets aigus sur la résistance (Raw) et la conductance (sgaw = 1/R) des voies aériennes Palamidas et al. Poster 1054 ERS 2013 Groupe A (n = 60) E-cig. 11 mg/ml de nicotine Groupe B (n = 10) E-cig. sans nicotine Paramètre mesuré [après vs. avant] Résistance (Raw) Conductance (sgaw) [1/Raw] Fumeurs (n = 51) JF (n = 9) JF Augmentation significative p = 0,033 p = 0,006 p = 0,005 Diminution significative p = 0,009 p = 0,043 p = 0,009 Les effets ne sont pas liés à la nicotine mais à d autres composants de la vapeur

31 Absence d effets aigus de l e-cig. sur le rapport VEMS/CVF Immédiatement après la session (vs. sham cig. = simuler l acte de fumer avec une cigarette non allumée) : Session tabac : diminution significative de 7,2 % (p < 0,001) du rapport VEMS/CVF Session e-cig. : diminution NS de ce rapport 1 h après la session : NS entre tabac, e-cig. et sham cig. Flouris AD. et al. Inhal Toxicol 2013 ; 25 :

32 Effets aigus sur les résistances pulmonaires périphériques G-expérimental : e-cig. + cartouche avec nicotine G-témoin : sham e-cig. (e-cig. sans cartouche insérée) Utilisation de l e-cig. ad libitum pendant 5 mn Pas de modifications spirométriques dans les 2 groupes Légère augmentation des résistances pulmonaires périphériques dans le G-expérimental vs. G-témoin Résistances pulmonaires périphériques (Kpa / [L/s]) (Impulse oscillometry system) Groupe Avant utilisation Après utilisation moyenne p G-expérimental 0,223 0, ,025 0,05 G-témoin 0,230 0,229-0,001 0,78 (NS) Vardavas CI. et al. Chest 2012 ; 141 :