最近幾十年來(lái)，隨著(zhù)塑料制品的廣泛使用，環(huán)境中的微塑料/納米塑料（MNP）變得無(wú)處不在。更重要的是，越來(lái)越多的研究顯示，這些微塑料/納米塑料可以在人體內積累，科學(xué)家們已經(jīng)在肺、腎臟、肝臟、生殖系統，甚至是大腦中發(fā)現了微塑料/納米塑料的存在。

現實(shí)生活中，微塑料/納米塑料無(wú)處不在，我們所呼吸的空氣、瓶裝水、食品包裝袋、外賣(mài)盒等等，導致我們不可避免地接觸并攝入微塑料/納米塑料。

近期，浙江大學(xué)李蘭娟院士團隊連續發(fā)表了 4 篇論文，揭示了食物來(lái)源的和空氣傳播的不同類(lèi)型的微塑料/納米塑料對肝臟和肺部的潛在毒性作用。

總的來(lái)說(shuō)，這些研究顯示：

● 食物來(lái)源的和空氣傳播的微塑料/納米塑料均誘導肝臟和肺部損傷；
● 納米塑料的傷害比微塑料更大；
● 可生物降解塑料的傷害比傳統塑料更輕。

2024年1月，李蘭娟團隊在 Environment International 期刊發(fā)表了題為：Foodborne and airborne polyethersulfone nanoplastics respectively induce liver and lung injury in mice: Comparison with microplastics 的研究論文。

該研究顯示，食物來(lái)源的和空氣來(lái)源的聚醚砜（PES）微塑料/納米塑料分別會(huì )誘導小鼠肝損傷和肺損傷，且納米塑料比傷害更大。

微塑料/納米塑料（MNP）在環(huán)境和多種生物體內普遍存在。但對于一些常見(jiàn)類(lèi)型的 MNP，例如聚醚砜（PES）產(chǎn)生的 MNP 的毒性仍知之甚少，聚醚砜（PES）是一種常用的高性能工程塑料，具有卓越的耐熱性、耐化學(xué)性和生物相容性，因此被廣泛應用于醫療、航空航天、汽車(chē)、電子和食品加工等行業(yè)。

該研究采用多組學(xué)方法分別確定了食源性和空氣傳播的聚醚砜微塑料/納米塑料（PES MNP）對肝臟和肺部的影響。

結果顯示，食源性微塑料/納米塑料能夠誘發(fā)腸道微生物群失調、腸道和血清代謝紊亂以及肝臟轉錄組失調，并影響血清抗氧化活性和肝功能，從而導致肝損傷。而空氣傳播的微塑料/納米塑料會(huì )導致鼻腔和肺部微生物群失調、血清和肺部代謝紊亂、肝臟轉錄組紊亂，并造成血清抗氧化活性受損和肺部損傷。此外，食源性和空氣傳播的納米塑料分別比微塑料對肝臟和肺部造成更大的毒性，這可能與納米塑料和微塑料暴露方式的不同有關(guān)。

這些結果表明，食源性 PES MNP 可能會(huì )破壞“腸道微生物群-腸道-肝臟”軸，從而導致肝損傷，而空氣傳播 PES MNP 則可能影響“空氣微生物群-肺”軸，造成肺損傷。

這些發(fā)現有助于分別診斷由食物來(lái)源和空氣傳播的聚醚砜微塑料/納米塑料（PES MNP）所導致的肝損傷和肺損傷，以及有助于在人類(lèi)生活環(huán)境中合理使用聚醚砜（PES）塑料制品。

2024年4月，李蘭娟團隊在 Chemical Engineering Journal 期刊發(fā)表了題為：Hazardous potential assessment of airborne and foodborne polyvinyl alcohol and polyhydroxyalkanoates nanoplastics: Comparison with polyvinyl chloride nanoplastics 的研究論文。

該研究比較了食物來(lái)源的和空氣傳播的聚乙烯醇（PVA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）及聚氯乙烯（PVC）納米塑料對肝臟和肺部的毒性，結果顯示，PVA 和 PHA 納米塑料對肺部和肝臟的毒性低于 PVC 納米塑料。

納米塑料（NP）是環(huán)境中新興的污染物。生物基材料正受到越來(lái)越多的科學(xué)關(guān)注，因為其應用可能減輕傳統塑料造成的環(huán)境污染。然而，它們的潛在危害仍需加以研究。

在這項研究中，研究團隊采用多組學(xué)方法對傳統的聚氯乙烯（PVC）、生物基的聚羥基脂肪酸酯（PHA）和水溶性的聚乙烯醇（PVA）納米塑料在小鼠肺部和肝臟中的毒性進(jìn)行了探索和比較。

空氣中的 PVC 納米塑料可能會(huì )導致鼻腔和肺部微生物群失調、肺部和血清代謝紊亂、肝臟轉錄組失調，并引發(fā)肺部和肝臟毒性。相比之下，空氣中的 PHA 納米塑料和 PVA 納米塑料能夠導致鼻腔和肺部微生物群落變化、肺部和血清代謝紊亂、肝臟轉錄組紊亂，并引發(fā)輕度肺部毒性。至于食源性 PHA、PVA 和 PVC 納米塑料，它們都可能導致腸道微生物群失調、腸道和血清代謝紊亂。

與 PHA 納米塑料相比，食物來(lái)源的 PVC 納米塑料可能會(huì )導致肝臟出現類(lèi)似的轉錄組學(xué)改變和更明顯的組織學(xué)變化，而食物來(lái)源的 PVA 納米塑料則會(huì )引發(fā)肝臟轉錄組學(xué)紊亂，但不會(huì )造成明顯的病理變化。

在各種變化中，空氣傳播的 PHA 和 PVA 納米塑料通常會(huì )使多個(gè)肺部通路和肝臟通路顯著(zhù)富集，而 PVC 納米塑料則不會(huì )；同時(shí)，食物傳播的 PVC 和 PHA 納米顆粒通常會(huì )使多個(gè)肝臟通路顯著(zhù)增強，而 PVA 納米塑料則不會(huì )，這與各組之間的組織學(xué)差異相符。

這些結果表明，聚乙烯醇（PVA）和聚羥基脂肪酸酯（PHA）納米塑料對肺部和肝臟的毒性低于聚氯乙烯（PVC）納米塑料。這些結果還有助于對由空氣和食物傳播的 PVC、PVA 和 PHA 納米塑料所引發(fā)的肝肺毒性的臨床診斷。

2024年9月，李蘭娟院士團隊在 Environmental Science and Ecotechnology 期刊發(fā)表了題為：Polylactic acid micro/nanoplastic-induced hepatotoxicity: Investigating food and air sources via multi-omics 的研究論文。

這項研究表明，食物來(lái)源的空氣傳播的生物可降解塑料聚乳酸產(chǎn)生的微塑料/納米塑料（PLA MNP）均可誘導肝臟毒性。

微塑料/納米塑料（MNP）已在人體肝臟中被檢測到，并對人類(lèi)健康構成重大風(fēng)險。

經(jīng)口腔接觸的源自不可生物降解塑料的微塑料/納米塑料可導致小鼠肝臟出現毒性。同樣，鼻腔接觸不可生物降解的微塑料/納米塑料會(huì )導致小鼠呼吸道菌群失調。然而，食源性和空氣傳播的可生物降解的微塑料/納米塑料所引發(fā)的肝毒性仍知之甚少。

在這項研究中，研究團隊通過(guò)多組學(xué)分析小鼠的多種生物樣本（包括腸道、糞便、鼻腔、肺、肝和血液樣本），展示了可生物降解的聚乳酸（PLA）產(chǎn)生的微塑料/納米塑料（MNP）的肝毒性效應。

研究結果表明，無(wú)論是通過(guò)食物攝入還是空氣吸入的 PLA MNP 都會(huì )損害肝功能，破壞血清抗氧化活性，并導致肝臟病理變化。

具體而言，食源性 PLA MNP 會(huì )導致腸道微生物群失調、腸道和血清代謝改變以及肝臟轉錄組變化。而空氣傳播的 PLA MNP 會(huì )影響鼻腔和肺部的微生物群，改變肺部和血清中的代謝物，并擾亂肝臟的轉錄組學(xué)。

腸道中的細菌 Lachnospiraceae_NK4A136 是潛在的食源性 PLA MNP 暴露的生物標志物，而鼻腔中的細菌 Muribaculaceae 和肺部的克雷伯氏菌屬是潛在的空氣傳播 的 PLA MNP 暴露的生物標志物。

這些研究結果表明，食源性 PLA MNP 可能會(huì )影響“腸道微生物群-腸道-肝臟”軸并引發(fā)肝毒性，而空氣傳播的 PLA MNP 則可能破壞“呼吸道微生物群-肺-肝臟”軸并導致肝毒性。這些發(fā)現對診斷 PLA MNP 引起的肝毒性以及管理環(huán)境中的可生物降解材料具有重要意義。

2025年2月，李蘭娟院士團隊在 Environment International 期刊發(fā)表了題為：Hazard assessment of airborne and foodborne biodegradable polyhydroxyalkanoates microplastics and non-biodegradable polypropylene microplastics 的研究論文。

該研究評估了空氣傳播的食物來(lái)源的生無(wú)可降解的聚羥基脂肪酸酯（PLA）微塑料和聚丙烯（PP）微塑料的潛在危害，結果顯示，相比 PP 微塑料，PLA 微塑料對肝臟和肺部的危害更輕。

微塑料（MP）在環(huán)境中無(wú)處不在，并且對各種生物有毒害作用。合理使用可生物降解塑料或許能減輕傳統不可生物降解塑料帶來(lái)的危害。

在這項研究中，研究團隊進(jìn)行了多組學(xué)分析，以比較可生物降解的聚羥基脂肪酸酯（PHA）和不可生物降解的聚丙烯（PP）微塑料對小鼠肝臟和肺部的毒性。

結果顯示，空氣傳播的 PHA 微塑料誘導了鼻腔微生物群失調、肺部微生物群改變、肺部和血清代謝組紊亂以及肝臟轉錄組紊亂，從而導致了輕度肺部毒性。相比之下，空氣傳播的 PP 微塑料對鼻腔和肺部微生物群、肺部和血清代謝組以及肝臟轉錄組造成了更大的改變，從而導致肺部和肝臟毒性。

無(wú)論是食源性的 PHA 微塑料還是 PP 微塑料，均會(huì )導致腸道微生物群失調，但食源性 PHA 微塑料對腸道和血清代謝組的破壞、肝臟轉錄組的紊亂以及肝毒性相較于食源性的 PP 微塑料則要輕微一些。

研究團隊還在空氣傳播的 PHA 和 PP 微塑料暴露之間，以及食源性的 PHA 和 PP 微塑料暴露之間，確定了一些潛在的差異微生物標志物。

這些結果表明，與聚丙烯（PP）微塑料相比，聚羥基脂肪酸酯（PHA）微塑料引發(fā)的肺部和肝臟毒性較輕。這些發(fā)現有助于對空氣和食物中 PHA 和 PP 微塑料的危害評估。

論文鏈接：

1. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108350
2. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150122
3. https://doi.org/10.1016/j.ese.2024.100428
4. https://doi.org/10.1016/j.envint.2025.109311