卷烟烟气是一种非常复杂的气溶胶混合物，对卷烟危害性进行评价是一个非常复杂和困难的问题。从20世纪60年代起，卷烟危害性评价经历了一个漫长的发展历程。最初采用卷烟焦油释放量作为危害性的评价指标；随着人们对烟气性质的理解进一步深入以及分析手段的发展，20世纪70年代卷烟烟气中的有害成分成为新的危害性评价指标；20世纪80、 90年代，安全性毒理学评价原理被引入到卷烟危害性评价中；21世纪初，卷烟危害性评价方法有了很大的发展，形成了一些新的卷烟危害性评价方法。

我国已经正式加入了世界烟草框架控制公约，吸烟与健康问题将日益突出，卷烟烟气危害性逐渐成为社会各界关注的焦点问题。为了减少吸烟者可能遭受的风险，烟草行业正在大力开展降低卷烟烟气危害性的研究工作。卷烟危害性评价是降低烟气危害性技术研究的基础工作，本章对我国目前所采用的卷烟危害性评价方法进行详细介绍。

一、卷烟危害性评价指数技术背景

2005-2008年，国家烟草专卖局组织开展了 “卷烟危害性指标体系研究”。该项目以混合物风险度评价导则为依据，从分析卷烟主流烟气有害成分释放量与毒理学指标入手，研究了烟气基质下的有害成分与毒理学指标之间的相关关系。采用烟气复杂基质条件下得到的试验数据，避免了以往研究中使用有害成分纯品毒理学数据不能真实反映卷烟烟气基质下毒理学指标的缺陷，采用多种数理统计方法研究了有害成分与毒理学指标之间的相关关系，建立了有害成分与毒理学指标之间量化数学模型，确定了卷烟主流烟气代表性有害成分，提出了卷烟主流烟气危害性定量评价方法，设立了卷烟产品危害性评价指数（Hazard Index，HI）。

二、分析指标

1. 烟气有害成分指标

从加拿大卫生部检测名单列出的46种有害成分中，选取毒性较强、主流烟气释放量较大，并具有稳定测试方法的29种有害成分（表2-10）作为研究目标化合物。

表2-10 有害成分分析

注：在实际分析测试中，对甲酚和间-甲酚很难分离，因此在计算时将两者合并，因此实际测试的是28种成分。

2. 毒理学指标

对于毒理学分析，在CORESTA推荐的三项毒理学指标（Ames试验、微核分析和细胞毒性试验）之外，增加了卷烟烟气动物急性毒性试验，以增强卷烟烟气毒理学评价的全面性和合理性。

三、样品测试及模型建立

1. 卷烟样品

选取中国市场上最具有代表性的163种国内外卷烟产品（表2-11） ，其中焦油量为1～5mg样品5个，占3.1%；6～10mg样品24个，占14.7%；11～13mg样品31个，占19.0%；14～15mg样品103个，占63.2%。

表2-11 卷烟样品盒标焦油量统计(www.daowen.com)

2. 样品测试及模型建立

对选取的国内外卷烟产品进行测试，考察烟气中主要有害成分指标以及卷烟烟气毒理学指标分布情况，以试验测定数据（即163个卷烟样品主流烟气中的28种主要有害成分，4项毒理学指标）为基础，应用各种数理统计方法，考察烟气中28项主要有害成分与4项毒理学指标之间的关系，并对28种有害成分进行筛选，找到影响卷烟主流烟气危害性最主要的化学成分指标。化学成分的筛选分别采用了无信息变量删除（uninformative variable elimination，UVE）方法、遗传算法和LG-GA算法（改良遗传算法），通过考察变量（即化学成分）对定量模型稳定性或预测能力的影响，分别对28种化学成分进行评价和筛选。定量模型采用多元线性回归模型。

为了保证模型的可靠性，在研究过程中对所建立的模型均进行了统计检验，并采用留一法交叉验证（leave one out cross validation，LOOCV）对模型的预测能力进行了考察。

最后，综合考察3种统计方法得到的变量筛选结果，并结合毒理学指标与化学成分之间以及28种化学成分之间的相关关系，得到对烟气毒理学指标影响最大的有害化学成分。

3. 卷烟主流烟气危害性定量评价指数的提出

根据模型建立、优化及验证，确定了影响卷烟危害性最重要的7项有害成分指标，即CO、HCN、NNK、NH₃、苯并 [a] 芘、苯酚、巴豆醛。

为综合评价卷烟的危害性，有必要研究确定一种评价指数来表征卷烟烟气对人体的危害性大小。从不同角度，可以提出各种各样的评价指数建立方法。任何一种评价方法能够为各方所普遍接受而没有任何异议是一件非常困难的事情。

为了综合考察7种有害成分释放量排序和4种毒理学指标排序的相关性，我们将163种卷烟在每一种有害成分释放量上进行排序，某样品7种成分的得分相加即为该样品的排序和。4种毒理学指标也按同样方法计算排序和。有害成分排序和与毒理学指标排序和的相关关系如图2-3所示。

图2-3 4项毒理学指标排序和与28项有害成分排序和的关系

图2-3的结果表明，7种有害成分释放量排序之和与4种毒理学指标排序之和存在显著相关关系，说明7种指标等权相加的结果可以反映4种毒理学指标的综合结果。基于以上结果，提出了如下式所示的卷烟危害性评价指数：

Y：卷烟主流烟气有害成分释放量； C₁～C₇为参考值

卷烟危害性评价指数由CO、HCN、NNK、NH₃、苯并 [a] 芘、苯酚、巴豆醛7个分项组成，每个分项值为某一卷烟的实测值与参考值之比，7个分项值之和即为该卷烟的危害性评价指数值。值越大，则危害性越大，值越小，则危害性越小。每项有害成分指标的参考值即本研究测定的163个样品的平均值。

ZTRI方法充分考虑烟气复杂基质对有害物质作用的影响，依据混合物风险度评价的基本原理，建立了有害成分与毒理学指标之间量化数学模型，得到了可以综合评估卷烟烟气危害性的H指数。然而，仍存在着一定的局限性，例如，没有考虑可能存在的化学物质之间交互作用和复杂烟气基质的影响，许多使用的毒性评价数据来源众多，差异较大，在评价的过程中存在着不确定因素等。这些局限性对使用量化风险性评估方法来进行卷烟危害性评价提出了挑战。在烟气复杂基质条件下有害成分的危害性鉴定、量化表征以及获取更具代表性、更完善的体内、体外毒理学、流行病数据将是卷烟危害性评价研究的下一个研究重点。