兩篇關(guān)于塑料侵入大腦的最新論文，發(fā)出了要加強(qiáng)這種污染物研究的嚴(yán)重警告。論文一，在人類大腦、肝臟和腎臟中發(fā)現(xiàn)的微塑料濃度正在迅速增加，平均而言，2024年大腦樣本中的微塑料水平比2016年的樣本高出約50%，而且，大腦樣本中所含的微塑料比肝臟和腎臟樣本高出30倍；論文二，小鼠大腦中的微塑料，不僅使其空間記憶能力顯著下降，還使其運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力以及耐力也紛紛下降。

編譯 | 小葉

其中一項(xiàng)研究的作者表示：“我們想在這方面做更多的研究，但一想到我找到答案之前，我大腦中的微塑料濃度會(huì)增加幾個(gè)百分點(diǎn)，內(nèi)心就不寒而栗?！?/p>

工作日的中午，當(dāng)你把塑料飯盒放進(jìn)微波爐加熱午餐，在這個(gè)過程中，塑料容器會(huì)釋放出大量微塑料顆粒，散落到食物中。接下來，你大口吞下的不僅僅是美味佳肴，微塑料也混著一起進(jìn)入體內(nèi)。由此引出了一個(gè)重要的健康問題，如果長(zhǎng)此以往身體不斷累積微塑料，是否會(huì)危害健康呢？

塑料顆粒在環(huán)境中無處不在 | 圖源：pixabay

近期，《自然》（Nature）新聞特稿報(bào)告了一項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上的重要研究[1]，來自中國(guó)環(huán)境科學(xué)院席北斗、侯佳奇（共同通訊作者）和北京大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院黃海鵬（第一作者）等五名研究人員組成的團(tuán)隊(duì)，實(shí)時(shí)追蹤了微塑料在小鼠大腦內(nèi)游走的過程：

微塑料被免疫細(xì)胞吞噬，致使細(xì)胞變成不規(guī)則形狀，隨后在血液中高速流動(dòng)，卡在大腦皮層區(qū)域毛細(xì)血管的彎彎繞繞處，前赴后繼，猶如“車禍現(xiàn)場(chǎng)”。最終造成細(xì)胞阻塞，誘導(dǎo)腦血栓以及神經(jīng)行為異常的出現(xiàn)。

畫面栩栩如生，微塑料大量堆積的后果可能會(huì)不堪設(shè)想……

微塑料從哪里來，到哪里去

2004年，英國(guó)普利茅斯大學(xué)（University of Plymouth）的海洋生態(tài)學(xué)家Richard Thompson團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》[2]上發(fā)表了一篇影響深遠(yuǎn)的摘要，僅僅一頁(yè)紙的文章匯總了Thompson近十年來在英國(guó)海岸以及海底淤泥中的驚人發(fā)現(xiàn)。其中，Thompson創(chuàng)造出“微塑料”（microplastic）這個(gè)術(shù)語，用來描述直徑小于5毫米的塑料顆粒。如今，微塑料更精確的直徑范圍則定義在1微米至5毫米之間。

微塑料，顧名思義，與塑料緊密相連。自上世紀(jì)50年代誕生以來，塑料進(jìn)入了工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、醫(yī)藥護(hù)理以及日常生活的方方面面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1950年至2020年，全球塑料年產(chǎn)量從200萬噸增長(zhǎng)到超過4.5億噸[3]。

然而，面對(duì)海量制造出來的塑料，我們的回收處理效果不甚理想。2019年，全球塑料制品回收利用率僅9%[4]，按傳統(tǒng)模式處理（包括填埋和焚燒）的有69%，另有22%的塑料屬于無人管理，隨意滯留在環(huán)境中。而塑料制品的濫用和不合理處置，便是微塑料產(chǎn)生的主要源頭[5]。

最早對(duì)微塑料來源的研究主要集中在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品。在產(chǎn)品制造過程中可能逸出的原生塑料顆粒，以及廢棄塑料瓶和其他垃圾中慢慢侵蝕的碎片，所有這些都會(huì)被沖入河流和海洋中。2015年，海洋學(xué)家估計(jì)全球地表水中漂浮著15萬億至51萬億顆微塑料顆粒。

此后，還發(fā)現(xiàn)了其他微塑料來源，例如從行駛的汽車輪胎上脫落的顆粒，衣服上脫落的合成微纖維等等。這些顆粒飄蕩在天地之間，無處不在。

微塑料的主要來源：包括塑料顆粒、個(gè)人護(hù)理品、油漆涂料、合成纖維、輪胎、塑料瓶等 | 圖源：10.1126/science.adl2746

包括Thompson在內(nèi)的全球科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在這二十多年間展開研究，給出了更詳細(xì)的微塑料分布情況：從地球最高的珠穆朗瑪峰區(qū)域[6]的冰雪和溪水，到地球最偏遠(yuǎn)的南北兩極海冰和新雪[7]，再到大西洋、地中海和印度洋的深海沉積物[8]……微塑料或漂浮在空中，或隨著雨水降落在山川、森林以及城市，另外，食品、飲用水甚至啤酒中也都存在有微塑料顆粒。因此，科學(xué)家能夠斷言[9]：“幾乎所有物種都接觸過一定程度的微塑料?！?/p>

2021年，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)（Wageningen University）的環(huán)境科學(xué)家Albert Koelmans發(fā)表論文[10]報(bào)告稱，基于對(duì)空氣、水、鹽和海鮮中微塑料的有限調(diào)查，兒童和成人可能每天攝入十到十萬多顆微塑料顆粒，如果做最壞的評(píng)估，人體一年可能攝入的微塑料量大概相當(dāng)于一張信用卡的重量。

問題只會(huì)越來越嚴(yán)重。面對(duì)如今每年4億多噸的塑料產(chǎn)量，預(yù)計(jì)到2050年這個(gè)數(shù)字將翻一倍。即使從明天開始發(fā)生奇跡，所有塑料生產(chǎn)全部停下，那么垃圾填埋場(chǎng)和環(huán)境中現(xiàn)有的塑料（估計(jì)約50億噸）仍將會(huì)繼續(xù)分解成微塑料顆粒，讓地球上的微塑料數(shù)量繼續(xù)增加。

微塑料存在于人體內(nèi)各處

挪威科技大學(xué)（Norwegian University of Science and Technology）的生物學(xué)家Martin Wagner提出：雖然“微塑料”誕生于20年前，但直到大約10年前，科研人員才開始將課題從研究環(huán)境和動(dòng)物中的微塑料顆粒，轉(zhuǎn)移到評(píng)估其在人體內(nèi)的情況和對(duì)人類健康的影響。

2019年，來自?shī)W地利維也納醫(yī)科大學(xué)（Medical University of Vienna）的Philipp Schwabl團(tuán)隊(duì)在《內(nèi)科醫(yī)學(xué)年鑒》（Annals of Internal medicine）上發(fā)表論文[11]，首次報(bào)告在人類糞便中發(fā)現(xiàn)了微塑料。這項(xiàng)小型研究調(diào)查了來自歐洲、日本和俄羅斯的8名受試者，所有人的糞便樣本中都有發(fā)現(xiàn)。在所檢測(cè)的10種塑料中，發(fā)現(xiàn)了多達(dá)9種不同的塑料，最常見的便是聚丙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。

平均來說，每10克排泄物中發(fā)現(xiàn)20顆微塑料顆粒，其中一些來源于化妝品，還有一些分解自較大的塑料碎片?；诮Y(jié)果，作者估計(jì)“全球超過50%的人口的糞便中可能含有微塑料，但需要進(jìn)行更大規(guī)模的研究來證實(shí)?！边@樣的結(jié)果證實(shí)了醫(yī)生們長(zhǎng)久以來的猜測(cè)，塑料終于進(jìn)入了人體腸道，但這對(duì)有腸道疾病的患者意味什么，仍讓醫(yī)生們非常擔(dān)憂[12]。

直至今日，科學(xué)家們已在人體消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的器官、體液和排泄物中都檢測(cè)出了微塑料顆粒[13]，這說明了微塑料早已在人類體內(nèi)親密共生了很長(zhǎng)時(shí)間。

今年2月初發(fā)表在《自然·醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）上的一項(xiàng)研究[14]報(bào)告了更為嚴(yán)峻的結(jié)果，來自美國(guó)新墨西哥大學(xué)（University of New Mexico）藥學(xué)院杰出教授Matthew J. Campen團(tuán)隊(duì)分析死亡后人類肝臟、腎臟和大腦組織樣本，發(fā)現(xiàn)隨著塑料產(chǎn)量的急劇增加，大腦、肝臟和腎臟中發(fā)現(xiàn)的微塑料濃度也隨之增加。平均而言，2024年大腦樣本中的微塑料水平比2016年的樣本高出約50%，此外，大腦樣本中所含的微塑料比肝臟和腎臟樣本高出30倍，呈現(xiàn)出微塑料更易在大腦中富集的特點(diǎn)。

圖注：大腦中微塑料顆粒的可視化結(jié)果，來源：10.1038/s41591-024-03453-1

而本文開頭的《科學(xué)進(jìn)展》論文則提供成像線索，揭示了微塑料顆粒在體內(nèi)聚集的過程。研究人員給小鼠投喂了摻有聚苯乙烯熒光微球的水，然后使用微型雙光子顯微鏡熒光成像技術(shù)，追蹤微塑料在血液中的移動(dòng)，于是得到了開頭所描述的場(chǎng)景……在為期4周的觀察期內(nèi)，有一些顆粒阻塞會(huì)最終消散，但有些始終存在。

微塑料對(duì)人類健康的危害

那些滯留在體內(nèi)的微塑料，顯然更加值得關(guān)注。

席北斗團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步揭示，微塑料堵塞了大腦血管之后會(huì)對(duì)小鼠造成怎樣的影響。研究人員使用Y型迷宮測(cè)試來評(píng)估小鼠的行為，發(fā)現(xiàn)喝過微塑料水的小鼠不僅空間記憶能力顯著下降，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)還表明它們的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力以及耐力也紛紛下降。另外，微塑料可誘導(dǎo)小鼠體重減輕，可能是由于運(yùn)動(dòng)能力的變化也改變了它們的進(jìn)食行為。

作者隨后強(qiáng)調(diào)，雖然不清楚在小鼠體內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是否在人類大腦中出現(xiàn)同樣的情況，因?yàn)槿祟惔竽X內(nèi)血管、血容量都更大，流速也更快，但是，“增加對(duì)這一研究領(lǐng)域的投入緊迫且必要，以充分了解人類血液中微塑料帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)。”[15]

其實(shí)，目前微塑料對(duì)人體器官和健康影響的研究在逐漸深入中，不過鑒于人體實(shí)驗(yàn)涉及的生命安全和倫理問題，科學(xué)家們通常使用與人類具有生理相關(guān)性的小鼠模型展開研究，此外也嘗試著運(yùn)用人體細(xì)胞核體外器官模型。

2023年12月，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所微徐明愷研究員團(tuán)隊(duì)在《國(guó)際環(huán)境》（Environment International）期刊上發(fā)表研究[16]，報(bào)告給小鼠灌胃輸入聚苯乙烯微納米塑料，并持續(xù)28天觀察小鼠的腸道系統(tǒng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腸道內(nèi)積累的微納米塑料導(dǎo)致腸道內(nèi)潛在致病菌豐度的顯著增加，有益菌豐度顯著降低，并干擾了腸道菌的短鏈脂肪酸代謝特征。此外，還可誘發(fā)腸道炎癥，破壞腸道屏障功能，干擾免疫功能。這樣的惡劣情況足以引起人們的警惕心。

而2024年3月發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊》（The New England Journal of Medicine）的一項(xiàng)具有里程碑意義的報(bào)告[17]表示，在接受心臟手術(shù)的約250名患者中，有近60%的人主動(dòng)脈中存在微塑料或微納米塑料；與沒有塑料積累的人相比，前者在手術(shù)后三年內(nèi)心臟病發(fā)作、中風(fēng)或死亡的可能性要高出4.5倍。同年11月，寧夏醫(yī)科大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《生態(tài)毒理學(xué)與環(huán)境安全》（Ecotoxicology and Environmental Safety）期刊上發(fā)表論文[18]強(qiáng)調(diào)，高溫加速塑料容器中微塑料顆粒釋放出來，其有害的化學(xué)物質(zhì)可能通過改變腸道菌群，引發(fā)全身炎癥和氧化應(yīng)激，進(jìn)而增加心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。

的確，近兩年來，越來越多的國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果顯示，微塑料顆粒還可能與人類癌癥[19]、腎臟疾病[20]、生育問題[21]、甚至阿爾茨海默病[22]有關(guān)。不過必須指出，目前尚無證據(jù)表明微塑料直接導(dǎo)致人類疾病，數(shù)據(jù)主要顯示兩者之間存在聯(lián)系。

除了微塑料，科學(xué)家還擔(dān)憂更加微小的塑料顆?！{米塑料，即直徑小于1微米的顆?！隗w內(nèi)的情況。一些數(shù)據(jù)表明[23]，根據(jù)攝入途徑，許多尺寸大于納米塑料的顆粒會(huì)通過消化系統(tǒng)，排出體外，但納米塑料可能會(huì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而身體還沒有建立相應(yīng)的消化和排出機(jī)制。

不同尺寸的塑料碎片，從微塑料到納米塑料 | 圖源：S. Primpke et al. Appl. Spectrosc. 74, 1012–1047 (2020)

如今，微塑料污染早已無處不在，我們已無法視而不見，科學(xué)家們現(xiàn)在與時(shí)間賽跑，研發(fā)出各種新方法成像、追蹤、分析、檢測(cè)并確定微塑料對(duì)人類健康方方面面的影響。前述新墨西哥大學(xué)教授Campen在接受《自然》采訪時(shí)就發(fā)自內(nèi)心地表示：“我們想在這方面做更多的研究，但一想到我找到答案之前，我大腦中的微塑料濃度會(huì)增加幾個(gè)百分點(diǎn)，內(nèi)心就不寒而栗?！?/p>

（本文審核專家：沈陽(yáng)藥科大學(xué)曹家慶副教授）

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