I ett artighetssamtal till HE Maltas president på San Anton Palace på torsdagen, 11 februari, 2021, Dr. Noel Aquilina från Institutionen för kemi, åtföljd av professor Emmanuel Sinagra, Chef för institutionen för kemi och dekanus för naturvetenskapliga fakulteten vid universitetet i Malta, presenterade resultaten av en landmärkestudie. Denna studie visar och bekräftar att luftburna partiklar (PM), förutom flera giftiga komponenter, är också förorenad med partiklar som drivs av tobaksrök.

Efter 30 år, Dr Noel Aquilina, tillsammans med världsberömda tobaksröksrelaterade forskare, Emeritusprofessor Neal L. Benowitz och Dr. Peyton Jacob III från University of California San Francisco (UCSF), USA och atmosfärskemist och fellow i Royal Society, Professor Roy M. Harrison, från University of Birmingham, STORBRITANNIEN, avslutade väntan på den svårfångade markören.

Denna anmärkningsvärda studie publicerades i en av de mest prestigefyllda tidskrifterna för luftkvalitet, Miljö International och fick stöd av California Tobacco-Related Disease Research Program, National Institute on Drug Abuse, National Center for Research Resources och UCSF Bland Lane Center of Excellence on Secondhand Smoke.

Cirka 6 biljoner cigaretter röktes världen över under 2016. Med tanke på ett konservativt värde, över hela världen, passiv rökning (SHS) (enbart från cigarettrökning), släpper ut cirka 22 miljoner kilo nikotin och cirka 135 miljoner kilo partiklar i atmosfären varje år. Vad är ödet för dessa partiklar?

Kriterierna för en ideal markör är att denna förväntas bete sig på samma sätt som materialet som den är en markör för (i detta fall, cigarett SHS PM) under en rad miljöförhållanden och kan detekteras vid låga koncentrationer. För det här syftet, historiskt sett, flera studier försökte hitta en markör som visar exponering för omgivande SHS. Sedan 1991, den främsta markören att välja var Nikotin. Senare studier har verifierat att nikotin nästan uteslutande finns i gasfasen och skulle underskatta exponeringen för partikelfasen av SHS; åldras annorlunda än andra substanser, vilket förklarar den dåliga korrelationen med andra SHS-komponenter; den har hög adsorptionshastighet till ytor och desorberas lätt från ytor i frånvaro av aktiv rökning. Detta innebar att Nikotin varken var adekvat eller lämpligt som markör för SHS i PM. Under de senaste 3 decennierna, 16 olika markörer provades och testades men alla misslyckades på ett eller annat sätt för att tillfredsställa de nödvändiga marköregenskaperna.

Under 2013, vid avdelningen för kardiologi, Program för klinisk farmakologi, Institutionen för medicin, UCSF, Nicotelline, en tripyridinalkaloid som finns i tobaksblad och tobaksrök, har en låg volatilitet, ledde till en hypotes om att det främst skulle finnas i PM av SHS och därför borde vara ett användbart spårämne för tobaksrök PM. Man trodde att Nicotelline skulle förväntas vara mer stabil i miljön än tidigare testade spårämnen för SHS. 2013 års studie ledd av Dr. Jacob III, var begränsad till en kammare, mycket kontrollerad miljö, hanterar mycket få kortvariga luftburna prover och deponerade dammprover. Dessa fynd var inte tillräckliga för att verifiera de begärda marköregenskaperna.

2016, Dr Aquilina, en av de få europeiska affiliate-forskarna i Thirdhand Smoke (THS) Research Consortium, blev inbjuden av UCSF till:

• Samordna en omfattande luftprovtagningskampanj i flera länder med olika klimat, för att visa den allestädes närvarande förekomsten av Nicotelline i luftburna prover. Prover samlades in i sex städer i Kalifornien inklusive San Francisco; USA, Birmingham; STORBRITANNIEN, tre platser i Hong Kong; PR Kina och Msida; Malta;
• Utveckla en analysmetod för att extrahera nikotin, Nikotellin och andra tobaksrelaterade föreningar från luftburet prov;
• Validera extraktionsmetoden mot ett standardreferensmaterial och visa att Nicotelline kan detekteras tillförlitligt vid mycket låga koncentrationer;
• Utför tester för att verifiera den atmosfäriska stabiliteten av Nicotelline i förhållande till Nikotin i PM.

Proverna för testet för att visa den viktigaste och nödvändigaste egenskapen för en markör, atmosfärisk stabilitet, and hence confirm its suitability as a marker, have been collected on the University of Malta, Msida campus in 2018 using the Mobile Air Quality Laboratory equipment operated by the Faculty of Science. A suite of real-time monitors were used in conjunction with localised meteorological data to verify the atmospheric conditions which could influence the stability of Nicotelline on filters during sampling.

The study has shown that:

• Nicotelline can be considered as a suitable marker for tobacco-smoke driven particulate matter in SHS;
• The marker shows a ubiquitous presence even at low concentrations and geographical variability linked to population density and tobacco use prevalence;
• The mean load of tobacco smoke particulate in airborne particulate matter is 0.06 %.
• 2010, about 1 % of the global mortality was attributed to SHS exposure. Lower respiratory infections in children younger than 5 years, ischaemic heart disease in adults, and asthma in adults and children indicate there is no risk-free level of exposure to SHS.

Given the abovementioned health implications, what does this study add to the scientific community?

Although airborne PM is generally loaded with several pollutants that can be mutagenic, genotoxic and carcinogenic due to different sources, now it is confirmed that a small load of PM comes exclusively from tobacco smoke, hence air is also contaminated with tobacco smoke.

Although the load appears to be too low to be of an immediate hazard, this marker has set a new standard on the possible chronic exposure to SHS/THS through inhalation of PM even in non-smoking environments.

The importance and significance of this study is that it has opened a gateway to research the potent tobacco-specific carcinogens present in PM, and their health implications in inducing lung cancer, but not only, associated with a continuous exposure. These are THS components which are the frontier of science associated with tobacco smoke and its health effects. There is the need to look into additional exposure pathways, including dermal uptake, hand-to-mouth transfer and by inhalation of secondary particles that form after re-emission from surfaces. This is where a suitable particle-phase marker will be used, to distinguish the contribution of past indoor smoking from what is an unavoidable contamination originating outdoors.