（照片来源于UEGW网站）
今天（2025年10月7日）在UEGW 2025上发表的一项新研究表明，微塑料（环境中常见的＜5mm的塑料颗粒）可以改变人类肠道微生物群，其中一些变化与抑郁症和结直肠癌相关1。研究的主要研究者Christian Pacher-Deutsch来自奥地利格拉茨医科大学。
这项研究是在microONE框架下开展的。microONE是由CBmed研究中心牵头，与国际合作伙伴合作开展的一项开创性的项目，也是首批直接研究不同类型微塑料如何与人体肠道微生物群相互作用的研究之一。microONE致力于探索微塑料和纳米塑料颗粒对人体的影响，作为其更广泛使命的一部分，这项研究为潜在的健康影响提供了重要的新见解，并强调了进一步研究的迫切需求。
该研究使用五名健康志愿者的粪便样本进行体外肠道微生物培养。随后，将这些培养物暴露于五种常见的微塑料——聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。样本暴露于上述微塑料的浓度分别反映了人体暴露量的估算值，同时以更高剂量的暴露量来研究潜在的剂量依赖性效应。
虽然总细菌细胞数和活细菌细胞数基本保持不变，但与对照组相比，经微塑料处理的培养物酸度持续显著增加（pH值降低），表明微生物代谢活动发生了改变。
进一步分析显示，微塑料导致细菌组成发生了特定变化，某些细菌群落会根据微塑料的类型而增加或减少。研究观察到多个细菌科的变化，包括毛螺菌科、颤螺菌科、肠杆菌科和瘤胃球菌科，其中主要变化发生在芽孢杆菌门——这是一类对消化和整体肠道健康至关重要的关键肠道细菌。
细菌组成的变化伴随着细菌产生的化学物质的变化，其中一些变化与观察到的pH值下降相对应。某些类型的微塑料改变了戊酸和5-氨基戊酸的含量，而另一些则影响了赖氨酸或乳酸，这凸显了微塑料与微生物组相互作用的复杂性。
在评论这种效应背后的潜在机制时，主要研究者Christian Pacher Deutsch解释道：“目前，确切的途径尚不清楚，但一些合理的解释正在浮现。微塑料可能通过创造有利于某些细菌的物理或化学环境来改变微生物的组成。例如，生物膜可以在微塑料表面形成，为某些微生物提供新的生态位，使其能够更快地定居。”
他补充道：“微塑料还可能携带直接影响细菌代谢的化学物质。这会导致酸性物质产生的变化，这可能是细菌应激反应，无意中改变了肠道的pH值。这些变化可能会触发反馈回路，进一步影响微生物群的平衡。”
Christian Pacher Deutsch在思考这项研究的广泛影响时表示：“鉴于微塑料在日常生活中的普遍存在，这些发现意义重大。鱼类、盐、瓶装水，甚至自来水中都发现了微塑料，这意味着大多数人每天都会通过摄入、吸入和皮肤接触的方式接触到微塑料。”
他总结道：“关键在于，微塑料确实会影响我们的微生物群。微生物群在人体的消化到心理健康等诸多方面都发挥着核心作用。因此，尽可能减少微塑料的接触是明智而重要的预防措施。”
附：作者答记者问
Q1：这是首批使用离体生物反应器模型确定微塑料暴露与人类肠道微生物群变化之间潜在联系的研究之一吗？
Christian Pacher Deutsch：是的——据我们所知，我们的研究是首批研究微塑料暴露对人体肠道微生物群影响的研究之一。虽然一些研究可以证明粪便中存在微塑料，动物实验也表明摄入微塑料会对微生物群的组成产生不利影响，但我们选择使用离体生物反应器模型，直接测试各种不同类型的塑料对人体微生物群的影响。先前的研究通常局限于单一类型的塑料或样本量较小。我们的方法使我们能够在受控条件下观察细微的微生物反应，这有助于更清晰地了解不同微塑料如何影响肠道健康。
Q2：是什么促使您的团队探索这个问题？
Christian Pacher Deutsch：我们团队多年来一直专注于肠道微生物群的研究。由于摄入微塑料颗粒（MP）是人类接触微塑料的途径之一，因此MP可能与肠道微生物群发生相互作用。鉴于微生物群在健康中的核心作用，我们认为了解微塑料等环境污染物如何破坏这一微妙的系统至关重要。作为CBmed领导的microONE项目的一部分，我们开始研究MP如何影响肠道微生物群。microONE 项目旨在探究MP对人类健康的影响。
Q3：根据目前的研究，日常生活中微塑料的暴露有多普遍？大多数人接触微塑料的来源有哪些？
Christian Pacher Deutsch：在现代生活中，微塑料暴露极为常见，几乎无法避免。微塑料存在于各种日常用品和消费品中，包括鱼类、盐、瓶装水，甚至自来水。这意味着人们每天都会通过食入、吸入和皮肤接触微塑料。然而，在量化这种暴露方面，仍然存在巨大的研究空白。我们实际接触的剂量尚不清楚，而且我们掌握的数据往往相互矛盾。
Q4：您推测哪些生物学机制可以解释微塑料对肠道细菌及其代谢活动的影响？
Christian Pacher Deutsch：目前，确切的机制尚不清楚，但一些合理的假设正在涌现。一种可能性是，MP通过创造有利于某些微生物的物理或化学条件来影响微生物组成。例如，MP表面的生物膜形成可能会提供新的生态位，使某些细菌更快地在此定殖，从而可能破坏现有的微生物平衡。这种群落结构的转变可能会影响代谢活动。
另一种途径可能是MPs作为直接调节微生物代谢的化学物质的载体。例如，由此产生的酸性物质可能是一种防御机制，也可能是压力的征兆，无意中改变了肠道的pH值环境。这些pH值的变化可能会触发反馈回路，进一步破坏微生物的平衡。
我们正在积极研究这些途径，以便更好地了解微塑料如何与肠道微生物群相互作用。
Q5：不同类型的塑料有不同的效果吗？
Christian Pacher Deutsch：是的，确实如此。在我们的研究中，我们观察到不同类型的塑料对微生物群落的影响不同，尽管存在一些重叠的模式。这表明塑料的化学成分和物理特性在其与肠道细菌的相互作用中起着重要作用。了解这些差异对于评估与不同类型的微塑料暴露相关的风险至关重要。
Q6：您观察到的一些微生物组变化与抑郁症和结直肠癌相关的模式相似。您能详细说明一下吗？
Christian Pacher Deutsch：我们观察到的微生物变化与抑郁症和结直肠癌等疾病相关的模式相似。具体来说，我们发现了某些细菌属的丰度发生了变化，而这些细菌属在之前的研究中与这些疾病相关。虽然这并不能确定因果关系，尤其是考虑到其他观察到的变化与已知的疾病特征并不一致，但它确实提出了关于微塑料暴露对健康的潜在影响的重要问题，值得进一步研究。
Q7：您是否惊讶地发现其他一些变化与帕金森病或肠易激综合征的典型模式不同？
Christian Pacher Deutsch：我们使用的生物反应器系统是独立的体外系统，是与人体复杂结构相隔离的，它不包含免疫系统、激素信号传导或细胞相互作用——它专注于对细菌的直接影响。因此，虽然它是研究微生物反应的有力工具，但它无法全面了解帕金森病或肠易激综合征等涉及许多其他生物系统的疾病。正因如此，当我们看到一些微生物变化不同于已知模式时，我们并不感到惊讶。
Q8：公众应该从您的研究结果中得到什么启示？
Christian Pacher Deutsch：关键的一点启示就是，微塑料会影响我们的微生物群。我们的研究结果表明，这些颗粒可以改变微生物的组成和活性。由于微生物群与健康的诸多方面息息相关——从消化到心理健康——因此我们需要关注这一点。尽可能减少接触塑料或许是明智的预防措施。
Q9：要了解慢性微塑料暴露的影响及其相关的健康风险，下一步最重要的步骤是什么？
Christian Pacher Deutsch：最大的挑战之一是在生物反应器中进行长期研究，因为长期维持微生物群落的稳定性非常困难。因此，我们还在健康志愿者中开展了一项“塑料禁食”研究，以观察减少塑料摄入是否会影响微生物群落——这项研究的分析仍在进行中。对于长期研究来说，找到合适的对照组非常困难。动物研究是另一种选择，但它们与人类生物学的相关性有限。最终，我们需要更稳健、以人为本的研究来充分了解风险。
来源：UEGW 2025
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