大量流行病学及临床研究一致证实吸烟（主动/被动）是CVD重要的发病和死亡危险因素。吸烟可能通过以下途径增加CVD发病和死亡风险：① 诱发动脉粥样硬化——吸烟可导致颈动脉内膜增厚；还可损害动脉舒张功能、引发炎症和脂质代谢紊乱，从而导致动脉粥样硬化启动与进展；② 导致血栓形成——其可能的机制包括：（a）血小板功能障碍；（b）血栓前状态和抗血栓紊乱；（c）纤溶系统功能紊乱。吸烟的不良效应在炎症、内皮功能障碍、血栓形成等CVD发病的三大核心机制中均起到重要作用。
吸烟与炎症反应
吸烟刺激炎症反应，启动动脉粥样硬化病程
动脉粥样硬化（AS）的发生发展涉及到多种炎症细胞和炎症介质的相互作用，炎症在其发病机制中扮演重要角色。吸烟引起内皮损伤并分泌选择素、血管细胞粘附分子（VCAM-1）及细胞间粘附分子（ICAM-1）等选择性白细胞粘附分子，吸引单核细胞粘附于内皮，继而移行侵入内膜。侵入内膜的巨噬细胞通过清道夫受体吞噬修饰或氧化的脂蛋白，转变为泡沫细胞；同时分泌大量炎症介质如C反应蛋白（CRP）、CD40/CD40L、肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素（IL-1，6）等，启动炎症反应，促成AS病变的发生和发展（图1）。
吸烟与炎症、AS相关性的研究证据
Framingham子代研究纳入2944例受试者（Atherosclerosis. 2008;201:217-224），分为不吸烟组（n = 1149）、戒烟组（n=1424）、距末次吸烟超过6h的吸烟者 （n = 134）和距末次吸烟不足6h者（n = 237）共4组。结果显示，与不吸烟人群比较，距末次吸烟不足6h吸烟组的CRP、纤维蛋白原、IL-6、ICAM-1、P-选择素以及异前列腺素等炎症因子显著升高（P < 0.0001）。
白细胞计数增高与长期心血管风险升高相关。Arvian 等对美国第3次健康营养调查纳入的人群（n=15 489）进行分析（PLOS medicine. 2005；2:e160），发现白细胞计数随吸烟量增加而升高，且均显著高于不吸烟者（P < 0.001）。Lavi（Circulation. 2007;115:2621-7）将881例因胸痛接受冠状动脉造影检查但未发现明显CHD迹象的患者分为吸烟组（n=115）和不吸烟组（n=766），结果提示吸烟组早期冠心病患者炎症标志物——白细胞水平显著高于不吸烟者和戒烟者。
IL-6、超敏C反应蛋白（hs-CRP）等炎症因子已成为主要和次级冠状动脉事件明确的预测因子。吸烟使IL-6、hs-CRP水平升高已得到试验证实。Edmund 等在来自妇女健康研究的340名受试者中开展了一项横断面分析（Am J Cardiol. 2002;89:1117-9），结果表明与不吸烟者相比，吸烟者hs-CRP、IL-6均显著升高（图2），提示吸烟可引起血管炎症，促进AS进程。前述Arvian的研究中，同样证实随着暴露吸烟量的增加，CRP值不断升高，以不吸烟者CRP的比值比（OR 1.00）作为参考，吸烟1~9支/天、10~19支/天、20~29支/天及≥30支/天的受试者CRP的OR分别达1.36、1.93、2.19和2.34（P<0.001）。
戒烟可显著改善炎症状态
流行病学研究资料证实戒烟对CVD一级预防和二级预防均可带来显著获益，近年来大量研究表明，戒烟的心血管获益、尤其是早期获益，与炎症状态的改善密切相关。
Eliasson 等在一项研究中观察了减少吸烟或戒烟对CV危险因素的影响（Nicotine Tob Res. 2001;3:249-55），纳入58名烟龄在3年以上、日吸烟量>15支的吸烟者。研究分为2期：初期（1~9 周）每天暴露吸烟量至少减少50%；第二阶段（至17周）要求完全戒烟。结果显示戒烟与白细胞计数降低显著相关（由［7.0±0.4］×109/L 降至［6.1±0.3］×109/L，P=0.026）。
血浆纤维蛋白原升高也是CVD独立危险因素之一。Hunt 等对吸烟与血浆纤维蛋白原升高之间的相关性进行了研究（Clin Sci (Lond). 2001；100:459-465），11名男性长期吸烟者接受为期2周的戒烟安排，戒烟前后检测其纤维蛋白原浓度及其合成等指标。结果显示，戒烟2周后所有受试者血浆纤维蛋白原浓度较戒烟前显著降低达19%（2.49±0.14 g/L vs. 3.06 ± 0.11 g/L，P < 0.001）；戒烟后纤维蛋白原绝对合成速率亦显著下降（16.1 mg/kg vs. 24.1 mg/kg，P < 0.001）。
Wannamethee SG对来自英国区域性心脏研究人群的2920例男性受试者进行了长期随访，评估戒烟者随访期间CRP降低情况及其与CHD危险降低的相关性，结果显示与吸烟者相比，CRP水平随戒烟年份的延长进行性下降，CV风险亦进行性降低（表1）。该结果进一步验证了INTERHEART研究得出的“AMI风险与戒烟年数呈负相关、戒烟越早获益越大”的结论（图3）。
可见，吸烟通过炎症机制促进AS疾病的发生发展，显著升高吸烟者IL-6、hs-CRP、白细胞等CVD炎症标志物的水平，从而增加CVD发病危险。而戒烟可使升高的炎症细胞和炎症因子水平随戒烟时间延长而进行性降低，并与CVD危险的下降趋势一致。
吸烟与内皮损伤
内皮功能障碍——吸烟导致AS的必经之路
内皮损伤、进而导致内皮功能障碍，是AS病变发生发展过程中与炎症机制并列存在、且相互作用的另一核心机制和始动环节。研究显示内皮功能障碍是吸烟导致AS的必经之路，吸烟通过氧化应激导致内皮功能障碍，最终引起炎症、血管收缩、病变重构、斑块破裂、血栓等不良临床事件（图4）。目前，自由基介导的氧化应激被认为是AS发展中的关键步骤，而吸烟可提供大量的自由基来源：①烟草烟雾或焦油；② 循环中或原位活化的巨噬细胞和中性粒细胞；③ 内源性活性氧簇，如黄嘌呤氧化酶等。自由基与NO之间的相互作用不仅会减少NO，还会产生过氧化亚硝酸盐导致细胞氧化应激的进一步强化。氧化应激的增加和NO保护作用的损失，引起细胞内平衡的破坏，形成一种促AS和促血栓形成的环境。此外，动物试验还显示烟草焦油中的多环芳烃可加速AS进展。
吸烟引起内皮损伤的研究证据
内皮细胞产生的NO是维持血管舒缩平衡、保护内皮功能完整的重要介质。病理条件下NO减少，其保护效应削弱、皮损伤加重，促进AS病变发生。一项研究分别获取15例吸烟者和8例不吸烟者的脐静脉内皮细胞进行培养，比较其NO产量，结果显示吸烟者NO浓度显著低于非吸烟者（1266 mmol/L vs. 3613 mmol/L，P < 0.0001）。应用血流介导的内皮依赖性血管舒张功能（FMD）评估非吸烟者和吸烟者的内皮功能，结果证实吸烟可导致内皮功能障碍（Circulation. 1995; 92:1094-100. Circulation 2007;115;1285-95）（图5）。
吸烟还可诱发内皮细胞表达促凝活性。生理状态下，内皮细胞通过表达血栓调节蛋白(Tm) 、硫酸乙酰肝素（HSP）、及纤溶酶原和纤溶酶原激活物等，而具有抗凝活性；吸烟暴露后，内皮细胞被激活而表达组织因子（TF）、血管性假血友病因子（vWF），发挥促凝活性，引起内皮凝血功能紊乱，进而导致临床不良事件发生。
氧化应激也可能是吸烟导致内皮功能障碍的一个重要作用机制。花生四烯酸的过氧化产物异构前列腺素是体内脂质过氧化反应的指标。Morrow对比研究发现，吸烟者的自由异构前列腺素F2和酯化异构前列腺素F2水平均显著高于非吸烟者。表明吸烟者体内具有更高的脂质氧化应激反应，吸烟增加了氧化修饰，导致脂质代谢紊乱，加剧AS形成。
戒烟可逆转吸烟导致的内皮功能障碍
研究表明，吸烟所致内皮功能障碍具有可逆性，尽早戒烟，可尽早恢复内皮细胞舒张功能，从而减少相关疾病的发生。Celermajer研究（Circulation. 1993；88:2149-55）结果显示，23例男性戒烟者FMD较42例吸烟者显著升高（P=0.001）（图6）。
动脉弹性减退是早期血管病变的特异性和敏感性标志，检测动脉的顺应性可反映动脉的病理改变。2006年一项开放性研究（Angiology. 2006；57:564-8）纳入60例长期吸烟者（20支/天，烟龄>10年），戒烟治疗2个月后随访6个月。结果显示，23例成功戒烟者动脉振荡顺应性从5.1升至6.3（ml/mm Hg×100）（P<0.01），动脉增强指数从63.1%降至50.6%（P<0.05），表明戒烟可显著改善动脉顺应性。