微塑料与我们的肠道：一项新的系统评价揭示了微生物组和健康风险

微塑料（粒径小于5毫米的颗粒）以及更小的纳米塑料已经无处不在，从水和食物到我们家中的空气。近年来，它们已在人类的肺部、胎盘、粪便和血液中被发现。接下来一个合乎逻辑的问题是，这些颗粒如何影响肠道微生物群，而肠道微生物群参与免疫、代谢和肠道屏障保护。《BMC Gastroenterology》杂志上的一项新研究首次系统地收集了关于这一主题的人类和“人类相关”数据，全面展现了微生物群的组成和功能如何因接触微塑料而受到破坏。

研究背景

几十年来，塑料垃圾的产生和积累不断增加，其碎片化导致了微塑料（小于5毫米的颗粒）和更小的纳米塑料的形成。这些颗粒在环境中具有持久性，能够长距离运输，并在包括人类在内的生物体中积累。在空气、水、食物和家用产品中检测到微塑料和纳米塑料，使得日常接触几乎不可避免。此外，这些颗粒已在肺部、胎盘、粪便和血液中被发现，这加剧了人们对其生物影响的担忧。

接触途径以及水和食物的重要性

人类通过食入、吸入和皮肤接触微塑料，但口服途径被认为是主要途径：颗粒广泛存在于食物链和饮用水系统中——包括自来水和瓶装水。由于每日饮水量巨大，口服途径成为微塑料的“慢性”且难以避免的摄入来源。一旦被摄入，颗粒会与胃肠道相互作用，然后排出体外，并可能改变局部环境，包括微生物群。

为什么肠道微生物群是目标

肠道菌群对免疫稳态、代谢和上皮完整性至关重要。其酶活性产生短链脂肪酸 (SCFA) 和 AhR 配体，这些代谢物支持屏障和抗炎级联反应。菌群失调（组成/功能的持续变化）与屏障功能障碍、慢性低度炎症和代谢紊乱有关。因此，任何破坏微生物群落及其代谢物的因素都会产生系统性后果。

本次审查之前已知信息

直到最近，相关文献主要关注环境和动物模型。在哺乳动物和水生生物中进行的实验表明，PS、PE、PVC 和 PET 等聚合物会在肠道中积聚，降低菌群多样性，增加炎症，并加重结肠炎。据报道，微塑料暴露会导致结肠缩短、黏液分泌减少以及结直肠癌风险增加。这促使人们需要进行“与人类相关的”综合研究：在人类和基于人类的模型中观察到哪些微生物变化和功能障碍。

影响微生物群的拟议机制

• 物理化学刺激：高比表面积和颗粒反应性（尤其是纳米级）能够损害上皮并改变细菌的局部生态位。
• 污染物和病原体的载体：微塑料可以吸附有毒物质，并作为微生物的“筏”，破坏肠腔内的生态系统平衡。
• 组成和代谢的变化：大型“框架”群落（厚壁菌门/拟杆菌门）比例的变化和 SCFA 生产者的消耗导致丁酸/丙酸下降以及屏障和免疫调节功能的减弱。
• 气体代谢物和炎症：H₂S 产生菌（例如脱硫杆菌）比例的增加与腹泻/便秘、肠易激综合征 (IBS) 和炎症的维持有关。

暴露的异质性：为什么“类型、大小、形状和剂量”很重要

生物效应因聚合物（PE、PS、PET、PVC、PLA 等）、尺寸（微米级 vs. 纳米级）、形状（球体、纤维、碎片）和浓度而异。较小的颗粒具有更强的穿透力，并且与细胞和微生物相互作用的动力学也不同。这些参数与食物/水基质一起决定了菌群失调的深度和功能障碍的严重程度。

临床意义和风险假设

鉴于微生物群的作用，MP诱导的菌群失调与胃肠道疾病（炎症性肠病 (IBD)、肠易激综合征 (IBS)、结肠炎）、代谢紊乱和全身性炎症存在逻辑关联。在假设层面，本文探讨了微塑料作为早期结直肠癌生长的环境驱动因素，其作用机制包括屏障缺陷、炎症和可能的辅助因子（吸附的外来生物素）。需要开展前瞻性队列研究来量化这些关系。

该领域的方法论挑战

• 暴露测量：人体生物样本中粒子分离/识别的标准化。
• 微生物组数据可比性：测序和分析协议（α/β多样性、分类学、代谢组学）差异很大。
• 研究设计：缺乏对人类的纵向和干预性研究；样本量小且地域狭窄。
• 剂量反应评估：需要安全暴露阈值并在风险计算中考虑粒子特性。

为什么需要当前的系统评价

在分散的“人类”数据背景下，作者进行了PRISMA检索，以整合与人类相关的结果：分类学转变、多样性和代谢功能（包括短链脂肪酸SCFA）的变化，以及对颗粒特性的影响依赖性。这种方法为风险评估和进一步标准化方法奠定了基础。

作者到底做了什么？

我们采用 PRISMA 方案对 Scopus 和 PubMed 数据库进行了系统性检索，最终确定了 12 项（2021 年至 2024 年 5 月）与人类相关的主要研究：5 项观察性研究（涉及人类受试者）和 7 项使用人体样本（模拟胃肠道系统，体外）的模型研究。分析涵盖了门/科/属水平的微生物组成数据、α 和 β 多样性数据以及代谢途径（例如短链脂肪酸 - SCFA 的产生）。研究的地域范围较窄：主要为中国，但也包括西班牙、法国和印度尼西亚。

考虑了哪些聚合物和暴露参数？

样品包括常见的聚合物：

• 聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚乳酸（PLA）；
• 微塑料混合物；
• 颗粒的大小、形状和浓度各不相同——所有这些特性都会影响影响的严重程度。

主要发现：微生物组正在发生什么

总体来看，这主要与微塑料的影响有关，即微生物群落发生不利的变化。多项研究发现，在接触PET和微塑料混合物的过程中，会出现以下情况：

• 厚壁菌门、增生菌门、脱硫菌门的比例增加，同时变形菌门和拟杆菌门的比例减少；
• 整体多样性降低，厚壁菌门/拟杆菌门比例改变，文献中称这与代谢紊乱有关；
• SCFA 的主要生产者——分类单元的消耗，会影响肠道的屏障功能和抗炎调节。

微生物群的代谢有什么变化

除了组成之外，功能还受到影响：

• 结肠细胞营养和维持紧密上皮连接所必需的 SCFA（乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐）的产生减少；
• 参与免疫调节和解毒的途径发生转变；
• 可能激活促炎级联（包括通过还原细菌增加硫化氢的形成），这与腹泻/便秘、肠易激综合征（IBS）和炎症性肠病的加重有关。

潜在的临床意义

尽管对人类的直接前瞻性研究仍然有限，但信号的总体模式描绘出了清晰的风险状况：

• 肠道疾病：与炎症性肠病 (IBD)、肠易激综合征 (IBS)、结肠炎的菌群失调有关；
• 代谢综合征：F/B失衡和SCFA下降导致胰岛素抵抗和慢性低度炎症；
• 早期结直肠癌：作者提出了微塑料作为一种环境风险因素的假设，它会增加炎症并破坏屏障。

关于“剂量”和粒子特性，需要了解哪些重要信息

其影响取决于聚合物的类型、大小、形状和浓度。较小的颗粒具有较大的比表面积，可能渗透得更深，也可能携带吸附的毒素和病原体——所有这些都会加剧菌群失调的变化。换句话说，“哪种微塑料”以及“多少”对风险具有实际意义。

查看限制

作者强调了几个局限性：

• 缺乏直接临床数据：体外模型的优势限制了对现实生活的推断。
• 方法的异质性：微塑料分离/鉴定和微生物群测序的不同方案混淆了荟萃分析。
• 地域和样本狭窄：作品大多集中在少数几个国家，且数量较少。

这对政策和实践意味着什么？

1. 需要制定标准：测量人体样本中微塑料和分析微生物组的统一协议；
2. 剂量反应评估：确定安全暴露水平和阈值效应；
3. 环境层面的预防：减少微塑料的来源（包装、合成纤维、磨料），增加饮用水过滤和工业排放控制；
4. 监测弱势群体：儿童、孕妇、IBD/IBS患者和代谢紊乱患者。

您现在可以做什么（减少接触的合理步骤）

• 饮用水：尽可能使用高质量的过滤器；不要在塑料容器中加热水。
• 食物和烹饪：储存和加热食物时，如果可能，请使用玻璃/金属；避免使用刮伤的塑料器具。
• 纺织品和洗衣：减少合成纤维中的微纤维（满载、轻柔循环、收集袋/过滤器）。
• 家庭习惯：通风/湿式清洁可减少室内空气中的微塑料。

结论

一项系统性综述得出了共识：微塑料是人类菌群失调的可能环境驱动因素，它会扰乱微生物群的组成和功能（包括短链脂肪酸 (SCFA) 的下降），并在机制上与肠道和全身炎症、代谢综合征以及潜在的癌症风险相关。科学界现在需要制定标准、开展临床队列研究并开展前瞻性研究，以确定安全水平并制定针对性的保护措施。在日常生活和政策层面，采取预防性措施已是明智之举。

来源：2025年8月13日发表于《BMC Gastroenterology》的系统评价（“微塑料对人类肠道微生物组的影响：微生物组成、多样性和代谢紊乱的系统评价”）。DOI ：https://doi.org/10.1186/s12876-025-04140-2