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为探究环境中普遍存在的微 / 纳米塑料对人体免疫功能的影响，研究人员以 THP1-Blue? NFκB 单核细胞为模型，发现其可浓度和时间依赖性抑制吞噬及胞内杀菌能力，且高浓度会削弱脂多糖（LPS）对吞噬的刺激作用，为塑料污染的免疫毒性提供新证据。
塑料，这个自 19 世纪诞生以来便深刻改变人类生活的材料，凭借廉价、耐用、易成型的特性，年产量已从最初的少量激增至如今的 2.7 亿至 3.9 亿吨以上。然而，随着塑料的广泛使用，其破碎产生的微塑料（直径 1-1000μm）和纳米塑料（直径 < 1μm）正成为威胁人类和地球健康的隐秘杀手。它们通过空气、淡水、海水、食物和饮料等途径无处不在，甚至在深海沉积物、海鲜、自来水和啤酒中都能被检测到。尽管微 / 纳米塑料对水生生物的影响已有不少研究，但它们对哺乳动物尤其是人类免疫系统功能的影响，特别是对吞噬和杀灭细菌能力的影响，却知之甚少。
在这样的背景下，德国哥廷根大学医学中心神经病理学系等机构的研究人员开展了相关研究，旨在揭示微 / 纳米塑料对人类免疫细胞功能的影响。该研究成果发表在《Infection》上，为深入理解塑料污染的免疫毒性提供了重要依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：使用转基因人类报告细胞系 THP1-Blue? NFκB 细胞，该细胞系通过插入 NFκB 诱导的分泌型胚胎碱性磷酸酶（SEAP）报告构建体，可通过检测 SEAP 活性来量化 NFκB 启动子的激活；采用抗生素保护试验研究吞噬作用和胞内杀菌能力；通过酶免疫测定法检测细胞因子；利用台盼蓝染色和乳酸脱氢酶测量确定细胞活力；借助电子显微镜对微 / 纳米塑料进行定位。
微 / 纳米塑料对细菌吞噬的浓度和时间依赖性抑制
研究发现，微 / 纳米塑料颗粒可被单核细胞迅速内化。在 24、72 和 216 小时的预孵育后，微 / 纳米塑料（500μg/ml）对大肠杆菌的吞噬作用呈现出时间和浓度依赖性的下降。高浓度（500μg/ml）的 1μm 或 100nm 颗粒在 24 小时时就已抑制细菌的吞噬作用，而低浓度的微 / 纳米塑料在 24 小时和 72 小时时未影响吞噬作用，但在 216 小时预孵育后，低浓度（5 和 25μg/ml）的塑料颗粒也观察到吞噬作用的降低。电子显微镜图像证实了微塑料在细胞内的存在。
微 / 纳米塑料对脂多糖刺激吞噬作用的抑制
在没有塑料颗粒的情况下，用 0.1μg/ml 的 LPS 预刺激 24 小时可使大肠杆菌 Dh5α 的吞噬作用提高约 100%。然而，暴露于最高浓度（500μg/ml）的 1μm 和 100nm 塑料颗粒 24 小时，会抑制 LPS 对细菌吞噬的刺激作用，而较低的塑料颗粒浓度在 24 小时时不影响 LPS 的吞噬刺激活性。此外，所有测试浓度的微塑料（1μm， plain surface、COOH - 和 NH?- 涂层表面）均不抑制 LPS 诱导的 NFκB 激活。
微 / 纳米塑料对胞内杀菌的抑制
暴露 24 小时后，所使用的微 / 纳米塑料颗粒以浓度依赖性方式抑制大肠杆菌的胞内杀灭。在高浓度（500 和 125μg/ml）下，微 / 纳米塑料与未刺激的对照组相比显著降低了胞内杀菌能力，而在低浓度（25 和 5μg/ml）下，对照组和塑料处理组之间未检测到差异。
普通微 / 纳米塑料颗粒不激活 NFκB
所有浓度的普通塑料颗粒均不刺激促炎的 NFκB 通路。暴露于普通微 / 纳米塑料 24 小时不会改变 LPS 诱导的强烈 NFκB 激活。COOH 涂层颗粒在所有测试浓度下也不激活 NFκB，而 NH?涂层颗粒在浓度 > 25μg/ml 时会导致轻度的浓度依赖性 NFκB 激活。
暴露于微 / 纳米塑料后无明显细胞因子释放和细胞毒性
暴露 24 小时后，本研究中使用的普通塑料颗粒未诱导促炎细胞因子 IL-1β 和 IL-6 的大量释放。与未处理细胞相比，所有测试浓度（5-500μg/ml）的微 / 纳米塑料颗粒在 24 小时至 120 小时内未对 THP1-Blue? NFκB 细胞诱导细胞毒性作用。但在暴露 216 小时后，浓度≥25μg/ml 的微塑料具有轻度的剂量依赖性细胞毒性作用。
本研究通过体外实验表明，微 / 纳米塑料可对人类单核细胞的吞噬和胞内杀菌能力产生时间和浓度依赖性影响，且高浓度微 / 纳米塑料能够拮抗 LPS 对吞噬作用的刺激效应。尽管普通塑料颗粒未引起炎症反应和明显细胞毒性，但其对吞噬溶酶体通路的负担可能是抑制细菌吞噬的潜在机制。值得注意的是，研究中使用的塑料浓度与房屋灰尘和人类组织中检测到的浓度处于同一范围，长期暴露可能对免疫系统产生累积影响。
该研究的重要意义在于首次明确了微 / 纳米塑料对人类免疫细胞功能的直接抑制作用，为塑料污染与宿主对细菌病原体的免疫防御能力下降之间的关联提供了直接证据。这一发现不仅拓展了我们对塑料毒性的认识，也为评估塑料污染的健康风险提供了关键依据，进一步强调了减少塑料向环境中释放的紧迫性。未来研究需进一步探索自然来源的微 / 纳米塑料（具有更复杂表面结构）的影响，以及在原代细胞和体内模型中的作用机制，以全面评估其对人类健康的潜在威胁。
