本文作者：云也
形容对一个人的影响有多深，我们总会说「已经深到骨子里了」。
这回，浸入骨子里的，竟是微塑料。
本月，中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室联合国家骨科医学中心-首都医科大学附属北京积水潭医院，在 The Innovation Medicine 上发表了最新研究结果，在人体的骨骼和骨骼肌中，都发现了微塑料 [1]。
这两年，微塑料研究成果频出，无论在环境之中，还是我们体内，微塑料越来越多、无处不在，似乎已是逐渐浮现的事实。那么，微塑料对人体的到底有没有危害？是否有证据、有方法能正确评估？
为此我们在 The Innovation 编辑部的支持下，请到国家骨科医学中心-首都医科大学附属北京积水潭医院创伤骨科卢帅医师（论文第一作者）、中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室李志刚副研究员（论文通讯作者）、浙江大学生命科学研究院蒋超研究员，介绍本项研究、讨论如何评估微塑料对人体的真实影响。
微塑料遍布全身，连骨头都有了?
微塑料，是指直径小于 5mm 的塑料颗粒。
2020 年 8 月，美国化学会年会上首次公布：人的肺、肝、脾和肾脏，共计 47 个组织样本，无一例外都存在塑料污染 [2]。
此后，更多研究陆续在胎盘、睾丸等组织中发现，中国研究团队最新研究也在人体血管、精液中发现了微塑料颗粒，发现率都是 100%。 [3～6]（详情参见：100% 发现！中国研究首次证实，人体血管已遍布微塑料 | 对话作者、人体 100% 发现！厨房海绵每月脱落上万亿微塑料，需要担心吗？｜对话专家）
这次 The Innovation Medicine 发表的这项研究，将人体的骨骼和骨骼肌作为了研究对象。
此前，已有动物毒理学研究，表明微塑料暴露可能诱导骨骼和肌肉损伤。具体而言，微塑料暴露可干扰信号通路转导，影响骨形成和成骨细胞分化；还可导致骨骼肌再生延迟，肌肉纤维平均横截面积和直径减小，脂肪沉积增加。
然而，微塑料暴露如何导致这些损伤呢？是微塑料进入骨骼和肌肉组织，直接诱导组织损伤？还是通过诱导别的组织损伤，进而诱导其间接损伤？
研究示意图
基于此，这项研究第一步，就先解决微塑料在人体的骨骼和骨骼肌上是否已经存在。
研究使用微塑料的无损检测方法—显微拉曼，观察疑似微塑料颗粒的形状、颜色，并进行原位鉴定。
结果显示，骨骼和骨骼肌中均检测到微塑料的存在。
从塑料的种类来看，骨骼中主要是聚丙烯纤维（PP 纤维）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚己二酸丁酯-共对苯二甲酸乙二醇酯（PBAT）、聚环氧苯乙烯（PPO）和聚碳酸酯（PC） 6种类型，分别占总质量的 36.4%、5.9%、4.7%、12.5%、29.8% 和 10.7%。
肌肉中则主要为 PPO、PE 和聚氨酯 (PU)，分别占总质量的 71.1%、22.3% 和 6.6%。
这，也是世界范围内首个微塑料会侵入人体的骨骼和肌肉的证据。
专家圆桌：微塑料对人体，究竟有没有害？
根据世界野生动物基金会的 2019 年研究结论，人们平均每周摄入大约 5g 塑料，相当于一张银行卡 [7]。而这些微塑料来自日常使用的塑料制品，可能通过呼吸、饮食和皮肤接触，最终在人类体内累积。
人体如何摄入微塑料颗粒 图源：文献 7
每周都吃 5g，不是早成塑料人了？
事实上，绝大部分微塑料会随着人体的粪便、尿液、痰液等排泄物「穿身而过」，但其中更为细小的部分微塑料颗粒，会沉积到肺部、胃肠等，从而进入血液循环中。
李志刚：这里我从环境污染的角度阐述这一问题。我们当前所处的环境中，充斥和各种各样的污染物，如前些年较为严重的 PM2.5、近些年较为严重的 O3。先前研究发现，这些污染物与涉及骨骼和骨骼肌的运动功能损伤具有一定的联系。
然而经过治理，如今环境中的 PM2.5 浓度降低，一些地区已经降到 10μg/m³ 以下的时候，疾病流行仍没能被遏制，这就提示我们继续探索是否存在其他导致健康损伤的污染物。微塑料无疑是当前环境中赋存较高、来源途径较多的新污染物之一。
不过我在此强调一下，这个结果目前大家不必太过担忧，人体有重要的自清洁能力、有一系列代谢过程保驾护航。此次发现最重要的是从减少新污染物进入体内的角度，为疾病预防提供了重要依据。
卢帅：从证据重要性来看，本研究是骨骼和肌肉中微塑料蓄积证据的第一个数据集，为研究微塑料对运动系统疾病发生的影响，探索潜在致病机制提供了基础。
骨骼肌存在丰富的血管，因此，血液中有微塑料，骨骼肌里也就可能有。但事实上，这些微塑料也可能通过其他的损伤路径而进入肌纤维，而它们究竟是如何进入骨骼中，就需要我们进一步研究。
李志刚：首先，骨骼肌中存在丰富的血管组织，先前研究已经发现血液中存在微塑料，我们可以推断微塑料可能经血液循环到达肌肉。
但是，骨骼（骨质部分，不包括骨髓）中也发现了微塑料，这确实是一个初看令我们也有些惊奇的结果。但事实上骨质中也存在丰富的血管组织，各种营养物质（如钙元素）经血液循环同样可以到达骨松质中，因此血液循环可能正是微塑料「入骨」的重要路径。
后续研究中，我们将继续探索这些微塑料，是否与涉及骨骼和骨骼肌的运动健康损伤真正相关。
李志刚：不只微塑料，其实很多污染物的健康危害性研究，都停留在这两个维度。这与研究的客观条件有关系。
从人群本身而言，能获取的指标，主要是疾病的发病情况、疾病的表型，以及外周血、尿液等与疾病表型相关的生物标志物。从这个维度上，尽可能通过合理的流行病学（队列）研究，在控制干扰因素的情况下，绘制暴露-反应关系，获得导致疾病发生的可能的目标污染物。
但是，要真正明确污染物-疾病之间的因果关系，需要通过一些干扰、阻断等手段进行研究，但这显然只能在动物身上进行。然而人和动物毕竟有很大差异，因此我建议，未来可更多关注人体类器官的研究，既可以干扰、阻断等手段，阐明因果关系，又完美解决了人和动物的生理性差异问题。
蒋超：微纳塑料研究近几年才开始广受关注，因此对于其真正的健康风险和对人体的损害，还没有到很深入的地步。
首先，微纳塑料检测方法的开发，都还远未到完备的程度。微塑料种类多、尺寸小且形态多样，当前的检测技术（如显微镜和质谱分析）难以在人体样本中精确捕捉微塑料的分布，特别是在低浓度和复杂样本中。
另一方面，人体暴露微塑料的途径多样，且单一途径暴露量较低，造成实际接触和暴露量的定量难度较大，导致流行病学研究受到限制。虽然动物实验提供了初步的健康影响数据，但由于动物与人类的生理差异，这些研究结果的外推性有限。动物模型通常无法完全模拟人类的长期暴露情景。
同时，微塑料的危害不仅与其物理特性有关，还涉及其表面吸附的化学污染物、微生物交互等复杂因素，增加了毒性机制的研究难度。
由于该领域刚刚起步，目前缺乏针对微塑料长期健康影响的流行病学研究，人体内微塑料的长期积累和健康影响尚未得到充分评估。
蒋超：为了更好的评估微塑料对人体的真实影响和危害，我们需要做到以下几个方向：
标准化暴露评估方法：开发统一的标准化暴露测量方法，评估人体对异质性微塑料混合物的暴露。
多维度健康风险评估：综合考虑微塑料的物理、化学特性与环境污染物、微生物的相互作用，评估其健康风险。
建立 ADMET 评估框架：研究微塑料在人体内的吸收、分布、代谢、排泄过程，特别是不同暴露途径下的影响，关注易感人群。
考虑化学混合物效应：研究微塑料携带的化学物质与其他污染物的联合作用，评估混合低剂量暴露的健康风险。
开展长期流行病学研究：进行大规模人群研究，探索微塑料的慢性健康效应，特别是代谢、免疫和炎症方面的影响。
针对微塑料对人体真实影响和危害评估的最新观点，我们将继续在 The Innovation 编辑部支持下，特邀专家学者继续进行深入报道。
敬请期待！
特别致谢：感谢 The Innovation 编辑部对微塑料系列报道的支持
参考资料：
[1]Lu S., Wei Y., Xu R., et al. (2024). New insights: Discovery of microplastics in human bone and skeletal muscle. The Innovation Medicine 2:100100.
[2]https://www.acs.org/pressroom/newsreleases/2020/august/micro-and-nanoplastics-detectable-in-human-tissues.html
[3]Garcia MA, Liu R, Nihart A, et al. Quantitation and identification of microplastics accumulation in human placental specimens using pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. Toxicol Sci. Published online February 17, 2024. doi:10.1093/toxsci/kfae021
[4]Rodrigo Barbano Weingrill et al, Temporal trends in microplastic accumulation in placentas from pregnancies in Hawaiʻi, Environment International (2023). DOI: 10.1016/j.envint.2023.108220
[5]Sheng Liu, Chenyang Wang, Yunxiao Yang, Zhiyong Du, Li Li, Meng Zhang, Siyao Ni, Zhijian Yue, Kexin Yang, Yu Wang, Xinxin Li, Yaochen Yang, Yanwen Qin, Jianrong Li, Yaoguo Yang, Ming Zhang,Microplastics in three types of human arteries detected by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS),Journal of Hazardous Materials,Volume 469,
[6]Li N, Yang H, Dong Y, Wei B, Liang L, Yun X, Tian J, Zheng Y, Duan S, Zhang L. Prevalence and implications of microplastic contaminants in general human seminal fluid: A Raman spectroscopic study. Sci Total Environ. 2024 Aug 10;937:173522. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.173522. Epub 2024 May 25. PMID: 38802004.
[7]https://d2ouvy59p0dg6k.cloudfront.net/downloads/plastic_ingestion_web_spreads.pdf
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