微观世界的巨大威胁：微塑料与人体健康的隐忧(科普）
微观世界的巨大威胁：微塑料与人体健康的隐忧
魏刚 首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学
潘曼怡 上海交通大学医学院附属第九人民医院，呼吸与危重症医学科，上海交通大学医学院
沈冯洁 首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学
郭华棋 上海交通大学医学院附属第九人民医院，呼吸与危重症医学科，上海交通大学医学院
杨金奎 首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学
中国生物化学与分子生物学学会代谢专业分会
在现代社会，塑料制品无处不在，为我们的生活带来便利。然而，这种便利的背后隐藏着一个令人忧虑的环境问题——微塑料（macroplastics, MPs）污染。“微塑料”的概念是2004年英国普利茅斯大学的科学家汤普森在《科学》杂志发表关于海洋水体和沉积物中广泛存在塑料碎片的研究中首次提出的，即定义为直径小于5毫米的微小塑料颗粒。目前，大量的研究已经证实，微塑料不仅潜伏在于广阔的海洋、河流、土壤和空气之中，由于极小的体积，更是悄然地渗透到我们日常生活的各个方面，对人类健康构成了潜在威胁。
作为国际上广泛关注的新兴环境污染物之一，微塑料的来源非常广泛，且与我们的日常生活密切相关。在环境中，废弃塑料可以通过各种物理化学过程（如光降解、生物降解和紫外线辐射）逐渐降解成小的塑料聚合物颗粒，这是微塑料产生的重要来源。更重要的是，微塑料已广泛被用于工业产品（如家具、玩具、洗涤剂、食品包装和建筑材料）和个人护理产品（诸如牙膏、肥皂、除臭剂和化妆品），这是人体暴露微塑料污染物的重要直接来源。值得关注的是，新冠病毒流行期间，一次性口罩与塑料瓶类似，也是微塑料的重要污染源。常见微塑料种类主要包括：聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、尼龙 6（PA6）、尼龙 66（PA66）、聚乳酸（PLA）和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）等。
微塑料可以通过呼吸道、消化道以及皮肤等多种途径进入人体。令人担忧的是，近年来不断有研究发现人体中广泛存在微塑料。2022年3月，荷兰的科学家首次在人体血液中检测到了微塑料。随后我国学者也在人的血栓中发现了微塑料，进一步证实了微塑料会在人体中停留，并通过血液循环到全身各个器官。截至目前，已经在人的几乎所有组织中普遍证实了微塑料的存在，包括大脑、血液、肺部、母乳、胎盘、肠道、粪便、母乳、眼泪和尿液等多个部位。这些微小的颗粒在人体内的积累可能引发一系列复杂的健康问题。
图：微塑料及其附着毒物的产生、进入人体以及潜在的致病风险。
根据世界卫生组织（WHO）的数据显示，近年来，全球塑料的年产量继续大幅增长，预计到2050年将增长到330亿吨。与传统“白色污染”塑料相比较，微塑料的危害体现在其颗粒直径微小上，且往往很难察觉，这是其相对于传统不可降解塑料而言，对于环境危害程度更深的主要原因。研究显示，当暴露（摄入或吸入） 微塑料的直径处于微米范围时， 微塑料就可以穿透生物膜，进入循环系统，并进一步积聚在机体的各种组织中，从而对人体的身体健康构成潜在威胁。微塑料对人体健康的潜在危害不容小觑（图1）：微塑料可以在消化系统中积累，诸如影响肠道对营养的吸收与代谢，甚至可能引发胃肠道炎症和其他消化系统疾病；微塑料还可以通过紊乱肠道微生物菌落的稳态等方式影响人体健康。微塑料可以影响内分泌系统，诸如在肝脏中积累，影响肝脏的免疫微环境和的脂质代谢紊乱，诱发非酒精性脂肪肝、肥胖等内分泌代谢疾病。微塑料也会对泌尿系统产生影响，诸如在肾脏中积累，引起肾功能障碍、肾纤维化、肾癌等。微塑料还可以对呼吸系统产生危害，通过在肺部积累，微塑料可以诱发肺功能紊乱、肺部炎症和纤维化等。除此之外，微塑料可以影响生殖系统，对前列腺、睾丸和卵巢等的功能产生不良影响，甚至影响生育，且会形成子代的发育障碍和内分泌功能紊乱等。最新的研究也发现，直径在纳米范围的微塑料还可以影响神经系统，通过血脑屏障，能够侵入大脑，大幅增加诱发帕金森病的风险。微塑料对人体感官器诸如眼睛、耳朵等也可能产生潜在的不良影响。
除了微塑料本身的潜在毒性作用，微塑料由于其较高的表面积和疏水性特性，成为各种污染物的聚集地，其中包括微生物、重金属以及有机污染物。这些物质会和微塑料一起进入人体，可能会扰乱人体内分泌系统，促进糖尿病、脂肪肝、癌症、生殖障碍等疾病的发生。其中，一些附着在微塑料上的化学物质，如邻苯二甲酸盐和多氯联苯，均是已知的内分泌干扰物。这些物质可能扰乱正常的激素功能，影响生殖系统和内分泌系统等的健康运作；还可能激发免疫系统的炎症反应，而慢性炎症是许多疾病的根源，包括心血管疾病、糖尿病和癌症。与此保持一致的是，有研究显示，风化（二次微塑料）的微塑料对人类的不良健康效应远远大于新鲜的微塑料。在这种情况下，这些物质会和微塑料形成毒性效应的协同作用，进一步增加了发病的风险，即“双重打击效应”。此外，海洋、湖泊和河流等水环境中的微塑料也会对水生生物的繁衍、发育和内分泌功能等产生深远的危害，而土壤中的微塑料则会危害农作物的生长、产量、和品质等。与此同时，人类因食用这些动、植物等相关产品，也进一步增加了微塑料的暴露风险。
面对微塑料污染的潜在威胁，我们应该采取有效措施来降低其对身体健康的影响。例如，通过健康教育和公共宣传，提高公众对微塑料问题的认识，促进环保行为和可持续生活方式的形成；通过减少一次性塑料制品的使用，选择可重复使用或可生物降解的替代品，做好垃圾分类，支持和参与塑料回收计划，减少塑料垃圾的环境排放。同时，面对微塑料污染的挑战，科研人员的不断研究和密切合作也至关重要。目前关于微塑料的危害的研究多停留在临床相关性分析上，尚缺乏具体的分子机制。因此，只有通过科研人员持续的研究和监测，不断揭示微塑料对自然环境和人体健康的不良影响，并明确相关致病（作用）机理，以更好的理解微塑料，进而为未来的决策提供坚实的科学基础。这是我们每个人的共同责任和使命，为了保护我们的环境和未来的健康，我们必须行动起来，迈出坚实的步伐。
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作者简介：
魏刚（首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学, gangwei_2013@163.com; gangwei@mail.ccmu.edu.cn）
潘曼怡（上海交通大学医学院附属第九人民医院，呼吸与危重症医学科，上海交通大学医学院，ptt123@sjtu.edu.cn）
沈冯洁（首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学，fengjieshen0505@163.com）
郭华棋（上海交通大学医学院附属第九人民医院，呼吸与危重症医学科，上海交通大学医学院，18002499180@163.com）
杨金奎（首都医科大学附属北京同仁医院，北京市糖尿病研究所，首都医科大学, jkyang@ccmu.edu.cn）
