近日，东南大学附属中大医院神经内科张志珺教授团队在《有害物质杂志》（Journal of Hazardous Materials）发表了题为《血脑屏障损伤加速微塑料/纳米塑料颗粒进入人类中枢神经系统》的研究论著。
该研究首次证实人类脑脊液中存在4种特异性微纳米塑料（MNPs）颗粒，中枢神经系统感染导致血脑屏障破坏可加速特异性MNPs在脑脊液中的蓄积。
人类多个组织器官中有微纳米塑料
随着塑料制品的广泛使用，塑料污染已成为威胁人类健康及破坏生态环境的重要因素。人类每年约产生20.1亿吨城市固体废弃物，其中约12%为塑料垃圾。废弃塑料在多种物理、化学及生物因素作用下逐渐被降解成不可见的塑料颗粒，包括微塑料颗粒（直径小于5毫米）、纳米塑料颗粒（直径小于1微米）。微塑料和纳米塑料统称为微纳米塑料。
近期，英国普利茅斯大学的研究人员在《科学》杂志发表的综述中强调，MNPs广泛分布于全球各生态环境，亦广泛存在于饮用水及动植物体内，并通过食物链等被人体摄入。MNPs已成为影响生态及人类健康不可忽视的问题。人类多个组织器官，包括呼吸系统、消化系统、血液系统及泌尿生殖系统均被检测到MNPs的存在。
研究人员通过饲料、静脉注射或鼻腔吸入方式给予小鼠MNPs，最快2小时即可在小鼠的脑组织中检测到MNPs。长期暴露于聚苯乙烯（塑料的一种，英文缩写为PS）纳米颗粒（PS-NPs）可损害小鼠认知功能，诱导焦虑/抑郁行为，并导致小胶质细胞活化及神经元损伤。新近一项研究发现，PS-NPs可与α突触核蛋白纤维结合，加速小鼠多巴胺能神经元内α突触核蛋白的聚集。
然而，目前仍缺乏直接证据证实人类中枢神经系统存在MNPs。
4种塑料颗粒进入中枢神经系统
张志珺教授团队的该项研究对于“人类中枢神经系统是否存在MNPs”给出了明确结论，并对比分析了中枢神经系统感染患者和非感染患者脑脊液中MNPs的定性定量特征。
该研究共纳入确诊中枢神经系统感染患者、排除中枢神经系统感染和其他严重脑器质性疾病对照患者各14名，通过腰椎穿刺收集患者脑脊液，完成样本常规、生化、免疫等指标检测，同步使用热裂解-气相色谱/质谱联用法定性定量检测患者脑脊液中的11种常见微塑料。
研究人员在研究参与者的脑脊液内共检出4种塑料颗粒，分别是聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC），其中PE及PVC的浓度显著高于PS及PP。亚组分析显示，中枢神经系统感染组患者的脑脊液中PP及PE的浓度明显高于非感染组患者。
研究人员采用激光红外成像技术对研究参与者的脑脊液内所有颗粒进行粒径及定性分析。结果提示，脑脊液内存在数十种颗粒物，包括有机物及无机物颗粒，其中大部分颗粒物直径小于100微米。
脑脊液白蛋白指数（CSF-AI）可间接反映血脑屏障通透性。中枢神经系统感染组患者的CSF-AI显著高于非感染组患者。相关性分析显示，脑脊液内PP和PE浓度均与CSF-AI显著正相关，而PS、PVC则没有这种相关性，提示中枢神经系统感染所致血脑屏障损伤可增加PP及PE在脑脊液内的蓄积量。
为后续研究提供了重要数据和参考
张志珺教授团队的该项研究实现了重大突破，在以下四方面具有重要意义。
第一，该研究首次证实人类脑脊液中存在MNPs，且仅检测到PS、PE、PP及PVC4种常见微塑料颗粒。这说明，人类中枢神经系统可能具备选择性调控MNPs进出的机制，或者MNPs颗粒的不同理化特性可能影响人类血脑屏障透过性。
第二，中枢神经系统感染可破坏血脑屏障结构的完整性。该研究发现，血脑屏障受损可让PE及PP更容易进入中枢神经系统，但对PS及PVC的渗透率无显著影响。
第三，该研究未发现脑脊液内MNPs浓度与细胞因子存在显著相关性，因此日常生活中所接触的MNPs可能不足以引起中枢炎症因子显著上调。然而，MNPs选择性跨越血脑屏障机制、潜在神经毒性作用仍需深入探索。
第四，长期暴露于MNPs对人类中枢神经系统的损害不容忽视。该研究提供了MNPs在人类中枢神经系统蓄积的直接临床证据及可参考的定性定量数据，有助于后期MNPs跨越血脑屏障及造成中枢损伤机制的研究。
本研究获得国家自然科学基金及中大医院科研启动金等资助。
原文刊于《健康报》（2024年11月27日 医视野·学术 版）
作者：健康报特约记者 程守勤
编辑制作：王建影 周宇洁
审核：谭嘉
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