在儿童心肌和血液中发现了微塑料和纳米塑料

《Environmental Technology & Innovation》：Discovery of microplastics and nanoplastics in pediatric myocardium and blood

微塑料和纳米塑料（MNPs）在儿童心肌组织和血液中的存在及影响。通过对27名儿童患者和3名母亲的研究，发现所有儿童心肌样本均含有聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC），0天大的婴儿心肌中MNPs浓度最高（中位数92.4 μg/g）。母亲胎盘和脐带血中的MNPs类型与新生儿心肌及术前血液一致，术后血液MNPs浓度显著升高（p=0.007）。研究揭示了MNPs通过垂直传播和手术设备进入儿童体内的两种途径，并指出需进一步探讨其代谢机制和对心血管系统的危害。

　　微塑料和纳米塑料（MNPs）作为新兴的环境污染物，正引起越来越多的关注。它们不仅存在于自然环境中，也逐渐被发现存在于人体组织和体液中，可能对健康产生潜在影响。尽管已有研究检测到成年人血液和心脏组织中存在MNPs，但其在儿童群体，尤其是新生儿中的存在和影响仍鲜有报道。这一现象引起了科学界对儿童健康风险的担忧，因为儿童的心脏相较于成年人更为脆弱，更容易受到外部环境因素的伤害。

本研究的目的是探讨MNPs在27名患有先天性心脏病的儿童的心肌组织以及他们的血液样本中的浓度。同时，研究还关注了新生儿体内MNPs的来源，以及心脏手术前后血液中MNPs浓度的变化。研究团队共收集了27份儿童心肌样本，7对术前和术后静脉血样本，以及3对母亲胎盘和脐带血样本。通过Pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry（Py-GC/MS）和Laser Direct Infrared（LDIR）系统，研究人员对样本中的MNPs进行了种类识别和浓度测定。此外，还利用扫描电子显微镜（SEM）对MNPs的微观结构进行了分析。

研究结果显示，在儿童心肌组织中检测到了四种类型的MNPs，包括聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）。其中，PE在所有样本中均被检测到，占100%；PS的检出率为96.3%；PP为81.5%；PVC为85.2%。总体MNPs的中位浓度为38.4（IQR 27.4, 57.0）μg/g，表明儿童心肌组织中MNPs的含量具有一定的差异性。特别值得注意的是，出生仅数小时的新生儿心肌中MNPs的浓度最高，这可能与其尚未建立完整的代谢系统有关，导致体内无法有效清除这些微小的塑料颗粒。

研究还发现，母亲的胎盘和脐带血样本中检测到的MNPs类型与新生儿的心肌和术前血液样本中的MNPs类型相同，表明MNPs可以通过胎盘垂直传播。此外，术后血液中的MNPs浓度显著高于术前（3.54?±?1.50?μg/g vs. 7.62?±?2.99?μg/g，p?=?0.007），这可能与心脏手术过程中使用的医疗设备有关，例如常见的聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）材料，这些材料在手术过程中可能释放出MNPs，进而进入患者体内。

为了确保实验结果的可靠性，研究团队采取了严格的质控措施。所有实验材料均为玻璃制品，以减少污染的可能性。实验过程中，所有试剂均经过三次过滤，以去除杂质。此外，还制作了五种组织空白样本和五种血液空白样本，用于排除实验过程中的背景干扰。研究结果表明，这些空白样本中未检测到MNPs，从而验证了实验方法的有效性。

在统计分析方面，研究使用了R和SAS软件对连续变量和分类变量进行了分析。连续变量采用均值（标准差）和中位数（四分位数范围）进行描述，并通过Student’s t-test或Mann-Whitney U test进行比较。分类变量则采用频率和百分比进行描述，并通过卡方检验或Fisher’s exact test进行分析。研究中定义的显著性水平为p?
研究结果还表明，MNPs在不同年龄段的儿童心肌组织中的浓度存在显著差异。出生当天的新生儿心肌中MNPs浓度最高，其次是1-28天的婴儿，然后是29天至1岁之间的儿童，最后是1-12岁之间的儿童。这可能与新生儿在出生后尚未建立完整的代谢系统有关，导致体内无法有效清除这些微小的塑料颗粒。而随着年龄的增长，儿童的代谢能力增强，可能有助于清除体内积累的MNPs。

此外，研究还发现，MNPs在母亲的胎盘和脐带血中的浓度较高，这表明MNPs可以通过胎盘传递给胎儿。这为理解MNPs在儿童体内的来源提供了新的视角。同时，术后血液中MNPs的浓度显著增加，这可能与手术过程中使用的医疗器械有关。因此，研究建议在医疗环境中使用替代材料，如硅胶，以减少MNPs的暴露风险。

研究还探讨了MNPs对儿童心脏功能的潜在影响。通过检测NT-proBNP水平，研究人员发现MNPs浓度与心脏压力指标之间存在正相关关系，这可能意味着MNPs的积累会对心脏功能产生负面影响。MNPs可能通过多种途径影响心脏功能，包括促进心肌纤维化、干扰代谢过程、损害内皮功能，以及诱发炎症反应等。

尽管本研究提供了重要的信息，但仍然存在一些局限性。首先，Py-GC/MS只能检测到9种常见的MNPs，而无法提供所有塑料类型的分布图。其次，由于未能获取同一儿童在不同年龄段的样本，因此无法观察MNPs浓度的动态变化。最后，研究样本量较小，仅提供了横断面数据，未来仍需进行更大规模的前瞻性研究，以进一步明确MNPs的分布及其对儿童健康的具体影响。

总的来说，本研究首次揭示了MNPs在儿童心肌组织中的存在，尤其是在新生儿中。这一发现为理解MNPs在儿童体内的传播途径和对心脏功能的影响提供了重要的科学依据。同时，研究也指出了心脏手术可能带来的MNPs暴露风险，强调了在医疗环境中减少MNPs暴露的重要性。未来的研究需要进一步探索MNPs的来源及其在儿童体内的代谢网络，以制定有效的预防和干预措施。