当纳米塑料（NPs）与藻类相遇时：异质聚集体会加剧绿贻贝（Perna viridis）体内的生物累积、免疫毒性以及微生物菌群失调现象

《Journal of Hazardous Materials》：When nanoplastics (NPs) meet algae: Heteroaggregates exacerbate bioaccumulation, immunotoxicity, and microbial dysbiosis in the green mussel ( Perna viridis)

纳米塑料（NPs）与微藻形成的异聚体（HAs）在海洋贻贝中的毒性动力学及生物学效应研究。结果显示HAs显著提高NPs在消化腺的吸收速率（5.5倍）和积累量（2.5倍），增强免疫毒性（血细胞死亡率↑、ROS生成↑、吞噬作用↓），并导致消化腺微生物群紊乱（真菌多样性↓56%、机会致病菌↑如Fusarium）。该研究证实HAs作为“特洛伊木马”加剧NPs生态风险，强调需将HAs纳入纳米塑料生态风险评估体系。

　　

吴芳丽|吴全英|邓玉清|楼成|陈红星|罗永菊|严波|谢凌天

华南师范大学环境研究所，广东省化学污染与环境安全重点实验室，教育部环境理论化学重点实验室，中国广州，510006

摘要

由纳米塑料（NPs）和微藻形成的异质聚集体（HAs）在自然水系统中普遍存在。然而，它们对海洋贻贝中NPs的毒代动力学和生物效应的影响仍很大程度上未知。本研究将绿色贻贝（Perna viridis）暴露于与环境相关的NPs和HAs浓度下21天，随后进行7天的净化处理。评估了这些物质对贻贝的毒代动力学、免疫反应以及消化腺微生物群的影响。结果表明，与单独暴露于NPs相比，HAs使消化腺对NPs的吸收速率常数增加了5.5倍，组织中的NPs积累量增加了2.5倍，导致净化后的NPs负担更重。同时，HAs加剧了NPs引起的免疫毒性，包括血细胞死亡率增加和活性氧（ROS）的产生增加，以及吞噬作用和溶酶体膜稳定性的下降。此外，HAs还导致消化腺微生物群失调更为明显，真菌多样性减少了56%，机会性真菌病原体（如Fusarium）的数量增加，而细菌群落的变化较小。这项研究提供了关键证据，表明HAs充当了“特洛伊木马”，加剧了NPs的危害。本研究强调了在NPs的生态风险评估框架中考虑天然存在的HAs的必要性，尤其是对于底栖滤食性生物而言。

章节摘录

引言

纳米塑料（NPs，< 1000纳米）是一种新兴的污染物，由于其广泛的分布、生物累积潜力以及在生物体内的多种不良影响，越来越多地被认为是严重的生态威胁[2]、[49]、[51]。NPs来源于初级来源（例如化妆品、涂料和纺织品中的塑料颗粒），以及通过物理、化学和生物过程从较大塑料碎片降解产生的次级来源[59]。预计全球塑料废物量将超过11

测试材料的制备与表征

选择了标称直径为200纳米的荧光聚苯乙烯纳米塑料（NPs）作为测试颗粒。选择这个尺寸是为了确保使用CytoFLEX流式细胞仪（Beckman Coulter，美国）能够可靠地检测到它们，并且其尺寸范围（20 - 200纳米）与贻贝组织中报告的最高纳米塑料负担（高达187纳克/毫克干重）相匹配，表明NPs在贻贝体内的生物利用度较高[13]。通过扫描电子显微镜（SEM）对NPs进行了形态学表征

HAs促进NPs在组织中的积累

在本研究中，P. viridis在暴露于1毫克/升NPs或HAs的21天期间，死亡率和健康指数没有显著差异（见图S6），表明NPs对生存和生长的急性毒性可以忽略不计。这些结果与先前的研究一致，这些研究报道了牡蛎（Crassostrea gigas）[41]和蛤蜊（Ruditapes philippinarum）[63]在暴露于高达1毫克/升的NPs浓度下死亡率很低。此外，还需要注意的是，本研究中使用的NPs浓度

环境影响

本研究表明，HAs改变了P. viridis中对NPs的毒代动力学并加剧了其毒性效应。具体来说，HAs提高了NPs的吸收速率，增加了组织中的积累量，并导致净化后NPs的残留量更多。这些发现强调了在评估NPs的生态风险时考虑HAs的重要性。需要注意的是，尽管当前环境中的NPs浓度低于本研究中使用的浓度，但

作者贡献声明

严波：资金获取、正式分析。谢凌天：撰写——审阅与编辑、监督、资源管理、项目管理、方法学、资金获取、概念构思。吴芳丽：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念构思。吴全英：撰写——审阅与编辑、数据可视化、调查。邓玉清：数据可视化、调查。楼成：调查。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢中国博士后科学基金会（CPSF）的博士后奖学金计划（项目编号GZB20240237）对F.W.的支持，国家自然科学基金（项目编号42177257、42377269）对L.X.和（42230717）对B.Y.的支持，以及CARS专项基金（项目编号CARS-46-24）对Y.L.的支持。

注释

作者声明没有竞争性财务利益。

支持信息

关于NPs和HAs的物理化学特性的详细信息；贻贝在暴露期间的生理状态；NPs在C. salina上的吸附动力学；喂养情况