综述：微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）是否直接导致人类致癌发生？

《Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management》：Do Microplastics (MPs) and Nanoplastics (NPs) Directly Contribute to Human Carcinogenesis?

本综述系统探讨了微塑料（MPs，0.1–5,000 μm）和纳米塑料（NPs，1–1,000 nm）作为潜在致癌物的毒代动力学与毒效动力学机制。文章综合流行病学、体外（in vitro）及体内（in vivo）研究，揭示了MPs/NPs通过诱导DNA损伤、氧化应激、慢性炎症及自噬（autophagy）失调等分子通路，可能促进多种癌症（如肺癌、乳腺癌、结直肠癌等）的发生发展。作者强调当前研究存在剂量标准化不足、检测方法不统一等局限，并呼吁优先开展纵向流行病学研究及采用类器官（organoids）、器官芯片（organs-on-chips）等人体相关平台，以明确其致癌风险。

　　

微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）是否直接导致人类致癌发生？

摘要

微塑料（MPs；0.1–5,000 μm）和纳米塑料（NPs；1–1,000 nm）是普遍存在的环境污染物，可通过口腔、鼻腔和皮肤进入人体，并在多种器官和组织中生物累积。尽管越来越多的证据表明MPs/NPs与DNA损伤、细胞应激和炎症有关，但它们在致癌作用中的角色仍 largely unknown。本综述旨在首次对这一主题进行彻底的多学科研究，重点关注MPs/NPs可能引发或促进癌症的毒代动力学和毒效动力学机制——包括吸收、分布和分子相互作用。通过结合流行病学、体外（in vitro）和体内（in vivo）数据，我们能够发现可能将MPs/NPs暴露与致癌作用联系起来的分子通路，例如转录因子调控和自噬（autophagy）失调。本综述通过强调知识差距和新的分子靶点，将MPs/NPs重新定义为可能的致癌物，而不仅仅是环境污染物，从而突出了进行针对性研究和协调监管行动以限制其长期健康影响的必要性。

引言

2023年，全球塑料产量达到4.138亿吨。低效的废物管理导致了持久性外源物——微塑料（MPs，≤5 mm）和纳米塑料（NPs，1–100 nm）的形成，它们通过大块塑料物品的破碎产生。到2050年，环境中的塑料废物可能超过120亿公吨。超过80%的MPs/NPs源自陆地；其耐久性和低密度使其能够全球扩散。它们污染水体、土壤和空气，并通过摄入或营养级转移进入食物链。大气中的MPs/NPs可以沉降在农作物和加工表面，污染食品。人类暴露引发了关于生物累积和健康效应的担忧，凸显了改进废物管理和环境监测的必要性。

由于环境和生物采样技术、聚合物鉴定技术（例如FTIR与拉曼光谱）、剂量标准化指标（质量、颗粒数量或表面积）、毒理学终点选择等方面的差异，以及缺乏欧盟和国际层面关于MPs/NPs的监管框架和立法，关于MPs/NPs与人类暴露关系的研究仍然有限且方法学上不一致。根据研究，吸收通过饮食、吸入和皮肤接触发生。MPs/NPs有能力通过携带病原体、重金属和持久性有机污染物而加剧炎症和基因毒性后果。风险评估的一个主要限制是缺乏标准化方案——即缺乏普遍接受的MPs/NPs采样、分离、鉴定和定量方法。这种方法学上的不一致严重损害了研究间的可比性，阻碍了准确估计人类暴露，并危及建立稳健的剂量-反应关系以供监管评估。

NPs由于其更小的尺寸、通过离子通道穿透细胞的能力以及广泛的生物分布而构成更高风险。它们已在人类粪便以及肝脏和肾脏等组织中被检测到。估计成人摄入量为0.1–5.0克/周，而婴儿可能从塑料瓶中摄入约158万颗粒/天——是成人通过饮水暴露的2600倍。成人年摄入量约为每人48,000–52,000个MPs。迫切需要纵向、标准化的研究。

MPs/NPs可能作为双酚A（Bisphenol A）、多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、重金属和药物等物质的间接毒性载体。它们的反应性表面可能引发细胞毒性、氧化应激、免疫改变以及可能的致癌作用。现有数据表明MPs/NPs可能作为基因毒性致癌物，引发炎症和继发性细胞损伤，类似于其他纳米材料。

虽然MPs和NPs的毒理学效应在过去已被广泛综述，但致癌作用常常被视为次要关注点而非主要焦点。本综述旨在通过系统研究MPs/NPs可能用于促进癌症发展的毒代动力学和毒效动力学途径来弥补这一差距。

MPs和NPs对人类健康的影响

对人类潜在健康影响的担忧日益增长，但方法学限制阻碍了我们对暴露、摄取、生物分布和生物效应的理解。人类暴露的主要途径是摄入、吸入，以及在较小程度上通过皮肤吸收。MPs/NPs可以与细胞和生物分子相互作用，在不同器官中积累，并可能引起细胞毒性、炎症或氧化应激效应。NPs尤其令人担忧，因为它们能够穿透生物屏障并到达敏感组织。

MPs和NPs的潜在致癌效应

尽管在人体组织中检测到MPs/NPs的情况越来越多，但它们在致癌作用中的角色仍不清楚。MPs/NPs对癌症风险的潜在影响可以通过两个互补的框架来解释：（i）直接基因毒性，包括对DNA和染色体的损伤；（ii）非基因毒性机制，包括内分泌干扰、慢性炎症、细胞周期控制改变和蛋白稳态（proteostasis）受损。随后的章节概述了支持这些机制的证据。

讨论

增强用于生物监测和分析毒代动力学及毒效动力学机制的分析工具对于准确评估MPs/NPs暴露带来的健康风险至关重要。尽管当前的体外（in vitro）和体内（in vivo）研究提供了有价值的见解，但数据仍然有限，并且通常来自高剂量、短期暴露，不能很好地反映真实世界条件。因此需要进行长期研究以确定慢性效应和致癌效应。考虑到MPs/NPs暴露的复杂性，未来的研究应优先考虑使用生理相关剂量、人类相关机制平台（如类器官（organoids）、器官芯片（organs-on-chips）和多组学（multi-omics）方法）以及纵向流行病学研究，以建立因果关系。

结论

MPs/NPs的普遍存在及其生理上合理的机制（基因毒性、氧化应激、慢性炎症和蛋白稳态扰动）可能促进肿瘤的发展。当前体外和体内研究结果支持机制上的担忧，但由于普遍存在超生理剂量、非标准化测试和异质性颗粒表征，尚未在人类中证实明确的因果关系。MP/NP的致癌风险可能因其作为其他有毒物质载体的能力而加剧。为了推进风险评估，未来的研究应侧重于标准化分析方法、长期低剂量暴露研究，以及探索新的分子靶点，如内分泌干扰、蛋白质冠（protein corona）动力学和线粒体功能障碍。协调一致的监管行动对于减轻MPs/NPs对环境和人类健康的潜在影响至关重要。