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微塑料（Microplastics，MP）是指长度小于5毫米的塑料纤维、颗粒或薄膜，目前已成为遍布全球生态系统的新型环境污染物。人类不可避免地通过饮食、吸入或皮肤接触摄入微塑料，据估计，我们平均每周会摄入0.1-5克的微塑料，这可能对人类健康产生毒性问题。事实上，许多研究已经在人类粪便、肺、血液、胎盘等组织以及母乳中检测到微塑料的存在，这表明了人类的身体受到了广泛的微塑料污染。与此相对应的是，最近几十年来，男性精子数量一直在下降，其中40%的低精子数量原因仍无法解释，而许多研究表明这与化学污染有关。但目前还缺乏微塑料在男性体内积蓄导致生殖健康受损的证据。早在2023年3月，北京大学第三医院张哲、北京大学第一医院姜辉团队（北京大学第一医院博士生赵乾程、北京师范大学朱龙博士为第一作者）在 Science of the Total Environment 期刊发表了题为：Detection and characterization of microplastics in the human testis and semen 的研究论文【1】。该研究在人类睾丸和精液中检测到了微塑料（MP）的存在，首次揭示了微塑料会污染人类男性生殖系统。此外，睾丸和精液中检测到的微塑料具有不同特征，睾丸中微塑料丰度明显高于精液，睾丸中微塑料主要是聚苯乙烯（PS），而精液中的微塑料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC），尺寸为20-100微米的微塑料在睾丸中占据主导地位，而精液中的微塑料尺寸相对更大。该研究收集了6个睾丸和30个精液样本，并采用热解气相色谱-质谱法（Py-GC/MS）和激光直接红外光谱法（LD-IR）检测微塑料。结果显示，睾丸和精液中均检测到了微塑料的存在，精液中的微塑料平均含量为0.23±0.45个/mL，睾丸中的微塑料平均含量为11.60±15.52个/g。睾丸中的微塑料主要是聚苯乙烯（PS），占67.7%，而精液中的微塑料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）。此外，精液中检测到的微塑料主要是碎片、纤维和薄膜，而睾丸中检测到微塑料碎片。这些微塑料的尺寸在21.76微米至286.71微米之间，精液和睾丸中分别有67%和80.6%的微塑料尺寸在20至100微米之间。![]()
总的来说，这项研究首次揭示了微塑料（MP）会污染人类男性生殖系统，并且生殖系统不同区域（睾丸和精液）的微塑料具有不同特性，这为评估微塑料对人类健康的风险提供了关键信息和基本数据。2024年5月，美国新墨西哥大学Xiaozhong Yu教授团队在 Toxicological Sciences 期刊发表了题为：Microplastic presence in dog and human testis and its potential association with sperm count and weights of testis and epididymis 的研究论文【2】。该研究在人类和狗的睾丸组织中检测到大量微塑料，这加剧了人们对微塑料可能对人类生殖健康产生影响的担忧。该研究在47只狗和23个人类的睾丸组织中发现了12种微塑料。在狗的睾丸组织中，微塑料的平均浓度是122.63微克/克，而在人体组织中，平均浓度为329.44微克/克，几乎是狗的三倍，也显著高于此前在胎盘组织中发现的微塑料的平均浓度。研究团队发现，在人类和狗的睾丸组织中发现的微塑料中最普遍的是聚乙烯（PE），聚乙烯主要用于制造塑料袋和塑料瓶，在狗的睾丸组织的微塑料中，其次是用于工业、市政和家庭管道以及许多其他应用的聚氯乙烯（PVC）。该研究还进一步发现，高水平的聚氯乙烯（PVC）微塑料与狗的精子数量有关，研究团队表示，PVC可以释放大量干扰精子发生的化学物质。研究团队表示，这一发现为进一步研究微塑料如何影响睾丸中的精子发生指明了道路，我们需要真正关注微塑料的潜在长期影响，确定微塑料是否是导致精子数量下降的因素之一。2024年5月，青岛大学附属山东省妇幼保健院张林团队在 Science of the Total Environment 期刊发表了题为：Prevalence and implications of microplastic contaminants in general human seminal fluid: A Raman spectroscopic study 的研究论文【3】。该研究在普通人群中检测到了微塑料的普遍存在，其中微塑料有8种不同类型，其中以聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）最为常见，此外，PS和PVC与对精子活力的不同影响相关。微塑料是普遍存在于环境中的污染物，在受污染地区的男性精液中也已被发现，但在普通人群中的流行程度和影响尚未得到充分研究。为了研究微塑料的存在、丰度、聚合物类型以及与精液质量参数的关联，该研究在中国济南收集了40名接受婚前健康评估的男性的精液样本，并采用拉曼微光谱法对微塑料进行识别、量化和分类，通过计算机辅助分析评估精子活力，并通过Diff-Quik染色评估精子形态。该研究发现，所有精液样本中都检测到了微塑料，每份样本含有2个微塑料颗粒（微塑料尺寸为0.72-7.02微米之间）。精液样本中识别出8种不同的微塑料，其中聚苯乙烯（PS）最为常见（占比31%）。与聚氯乙烯（PVC）暴露组相比，接触聚苯乙烯（PS）的精液显示出更高的精子向前运动能力（43.52±14.21% vs 19.04±13.46%）。该研究还观察到精子形态异常，但这与特定塑料类型无显著相关性。总的来说，该研究揭示了没有职业暴露的个体的精液中也存在着微塑料污染，聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）是其中最常见的微塑料类型，这些微塑料与精子向前运动能力的差异性相关，这强调了进一步研究微塑料暴露的潜在生殖影响的必要性。2024年6月，北京大学第三医院李蓉教授团队在 Environmental Science & Technology 期刊发表了题为：Features, potential invasion pathways, and reproductive health risks of microplastics detected in human uterus 的研究论文【4】。
该研究首次揭示了在不孕女性中，子宫内膜遭受了多种微塑料的污染现象。研究不仅分析了人子宫微塑料污染的具体特征，还深入探讨了这些微塑料可能的侵入途径和它们对生殖健康构成的潜在风险。
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该研究采用拉曼显微光谱和傅里叶红外光谱两种检测方法对不孕女性在诊治中剩余的子宫内膜组织进行检查和分析，发现患者子宫内膜受到了多种微塑料的污染，主要包括聚酰胺（PA）、聚氨酯（PU）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和聚乙烯（PE）。通过对子宫腔内微塑料的特征进行深入分析，尤其是对颗粒尺寸的细致研究，研究团队发现了子宫腔内尺寸介于2至200微米之间微米的微塑料。微塑料颗粒的直径越小，其进入血液循环并侵入内脏器官的可能性越大，从而可能对人体造成损害。因此，研究团队对宫腔内微塑料的潜在生殖毒性进行了更深入的研究。该研究通过对小鼠实施静脉注射和胃内暴露的微塑料暴露实验，进一步通过胚胎移植实验验证，揭示了微塑料暴露所引发的子宫腔内因素导致生育力下降。此外，通过体外实验使用人子宫内膜类器官，研究团队发现微塑料暴露会引起显著的细胞凋亡，并导致类器官生长模式紊乱。![]()
2024年9月，复旦大学附属妇产科医院、浙江大学医学遗传与发育研究院黄荷凤院士团队联合第三军医大学曹佳教授、山东第一医科大学段书音副教授等，在《柳叶刀》子刊 eBioMedicine 上发表了题为：Association of mixed exposure to microplastics with sperm dysfunction: a multi-site study in China 的研究论文【5】。该研究通过检测中国3个不同地区的113名男性的精液和尿液样本中的8种微塑料，所有样本中均检测到了微塑料，大多数暴露于3-5种不同类型的微塑料中，暴露类型均类似。值得注意的是，常用的不粘锅涂层聚四氟乙烯（PTFE）的暴露以及微塑料暴露类型的数量，与精子质量的显著下降密切相关，影响精子总数、精子浓度和精子活力，提示了微塑料污染可能对生殖健康造成风险。在这项研究中，研究团队进行了一项涉及中国三个地区的113名男性参与者的横断面研究。采集并分析了精子和尿液样本，使用拉曼显微镜检测样本中的8种微塑料：聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。并评估了精子质量参数（包括精子总数、浓度、活力和形态）。采用单变量和多变量模型等统计分析方法，在调整年龄、体重指数（BMI）、吸烟、饮酒和采样地点等混杂因素后，评估微塑料暴露与精子质量之间的关联，重点研究聚四氟乙烯（PTFE）的影响。研究团队在所有精液和尿液样本中均检测到微塑料的存在，这些参与者通常暴露于3-5种不同的微塑料，其中聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）的检出率最高。值得注意的是，聚四氟乙烯（PTFE）与精液质量下降显著相关。注：PTFE是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，耐热、耐寒性优良、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂，且摩擦系数极低，被广泛用做涂层材料，例如用于不粘锅涂层。与没有暴露于PTFE的参与者相比，PTFE暴露组的精子总数（188.90±163.71百万 vs 207.67±132.36百万）、精子浓度（52.13±47.47百万/mL vs 58.32±3726百万/mL），前向运动能力（40.29%±19.06 vs 34.11%±17.02），也就是说，PTFE暴露组的精子总数、精子浓度及前向运动能力均显著降低。多元线性回归分析显示，每增加1种微塑料暴露类型，与精子总数、精子浓度和前向运动能力的显著下降相关。总的来说，这几项研究证明了微塑料已经入侵了人类生殖系统，并进一步分析了微塑料在男性和女性生殖系统中的丰度和聚合物类型，以及微塑料对生殖系统的潜在影响，这有助于阐明全球生殖健康下降的潜在环境驱动因素。1. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.1627132. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfae0603. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.1735224. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c015415. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2024.105369
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