浙江大学李兰娟团队最新研究：微塑料毒性大起底！全面评估空气传播和食源性微塑料危害

iNature · 公众号 · · 2025-02-11 11:35

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微塑料（MP）在环境中无处不在，对各种生物都是有毒的。适当应用生物降解塑料可以减轻传统非生物降解塑料的危害。

2025年2月，浙江大学李兰娟团队在 Environment International 在线发表题为“ Hazard assessment of airborne and foodborne biodegradable polyhydroxyalkanoates microplastics and non-biodegradable polypropylene microplastics ”的研究论文，本研究采用多组学方法 比较了可生物降解的聚羟基烷酸酯（PHA）和不可生物降解的聚丙烯（PP） MP对小鼠肝脏和肺的毒性 。空气中的PHA MP诱导鼻腔微生物群失调、肺部微生物群改变、肺部和血清代谢组紊乱以及肝脏转录组紊乱，导致轻度肺毒性。

相比之下，空气中的PP MP引起鼻腔和肺部微生物组、肺部和血清代谢组以及肝脏转录组的更大改变，导致肺和肝脏毒性。食源性PHA和PP MP均引起肠道微生物群失调，而食源性PHA MP与食源性PP MP相比，引起轻微的肠道和血清代谢组紊乱、肝脏转录组紊乱和肝毒性（例如血清天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶降低）。结果表明， 与PP MP相比，PHA MP对肺和肝脏的毒性更小，提示PHA是PP的潜在替代品。本研究结果可为空气传播和食源性PHA和PP MP的危害评估提供参考。

微塑料（MP）在环境中无处不在。 一些常见类型的MP，例如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC） MP，已被发现对不同的生物体有毒。它们可以通过空气和食物进入人体，因为它们存在于人的肠道、肺和胎盘中。

空气中MP可改变小鼠气道的生理、微生物组和代谢组。PS-MP鼻腔暴露可引起小鼠肺部炎性细胞浸润。 经空气传播的PS-MP可使小鼠鼻腔葡萄球菌和肺部棒状杆菌、Eggerthella及Roseburia 富集。葡萄球菌、棒状杆菌、Eggerthella及Roseburia 分别与囊性纤维化肺病、下呼吸道感染、非小细胞肺癌和肺动脉高压相关，提示它们可能诱导或介导肺毒性。空气中聚醚砜（PES） MP可上调小鼠肺内类固醇激素的生物合成和花生四烯酸的代谢。在可生物降解MP方面，空气传播的聚乳酸（PLA） MP可丰富小鼠鼻内unclassified_Muribaculaceae和肺部克雷伯氏菌，并显著促进小鼠花生四烯酸代谢。 然而，对于空气中可生物降解与不可生物降解的聚丙烯腈的毒性比较研究尚缺乏。

食源性MP可引起不同生物肠道微生物生态失调和代谢组学变化。 PS-MP口服暴露可减少小鼠肠道中Akkermansia、Faecalibaculum和Mucispirillum，并使Tuzzerella富集。食源性聚氯乙烯MP被发现通过增加Lachnoclostridium等细菌的丰度来改变小鼠肠道微生物群。PE-MP可增加蚯蚓肠道内的nakmurela、defluviiccoccus和Azospria，降低肠道内的Demequina。聚酯MP可增加成年斑马鱼肠道内硒氨基酸代谢和维生素B1（硫胺素）代谢。 以往的研究主要集中在不可生物降解的MP上，但很少研究食源性生物降解MP对肠道微生物组和代谢组的影响。

AA、AX和ANC组鼻微生物组成及α多样性

由于生物可降解材料的应用可以减轻传统塑料（如聚丙烯）的危害，因此越来越受到人们的关注。 可生物降解的聚羟基烷酸酯（PHA）可用于制作罐子、一次性杯子和食品容器。口服常规塑料（如PVC、PS和PE）和可生物降解聚乳酸（PLA） MP可引起小鼠肝毒性，而鼻腔暴露于PS和PLA MP可引起小鼠肺毒性。 然而，PHA MP是否会引起肺和肝毒性，以及它们的毒性是否低于某些常见常规塑料（如PP）衍生的MP，目前尚不清楚。

本研究旨在探讨：1)空气中的PHA和PP MP是否会引起气道微生物群失调、肺部和血清代谢组紊乱、肝脏转录组紊乱，并诱发肺和肝毒性；2)食源性PHA和PP MP是否会引起肠道微生物群失调、肠道和血清代谢组紊乱、肝脏转录组紊乱，并诱发肝毒性；3)与PP MP相比，PHA MP的肺毒性和肝毒性是否较轻。

参考消息：

https://doi.org/10.1016/j.envint.2025.109311

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