吸入性聚乙烯微塑料慢性肺组织沉积可能导致纤维化病变

推荐：本研究针对日益严重的空气微塑料污染问题，通过动物实验系统评估了聚乙烯微塑料（PE-MPs）吸入后的急性和亚慢性毒性。研究发现PE-MPs可被肺泡巨噬细胞吞噬并引发持续性炎症反应，导致肺组织纤维化病变和免疫调节紊乱，为理解微塑料呼吸暴露的健康风险提供了重要证据。

　　

随着塑料制品在全球范围内的爆炸式增长，微塑料污染已成为重大环境健康挑战。据统计，2017年全球初级塑料产量已超过4亿吨，其中聚乙烯（PE）占据市场份额的三分之一。这些不可降解的塑料在环境中逐渐分解为微小颗粒，通过食物链和空气传播进入人体。令人担忧的是，室内外空气中已检测到包括PE在内的多种微塑料，成年人日均吸入量可达上百颗。尽管已有研究证实微塑料在消化系统的蓄积风险，但其对呼吸系统的长期影响机制仍不明确。

针对这一科学空白，庆熙大学医学院（Kyung Hee University College of Medicine）的研究团队在《Toxicology Reports》发表重要成果。研究人员采用气管滴注法建立小鼠暴露模型，通过多组实验系统评估了PE-MPs的肺毒性。研究创新性地结合透射电镜（TEM）、流式细胞术和免疫组化等技术，首次揭示了PE-MPs在肺组织的长期沉积特征及其引发的级联病理反应。

关键技术方法包括：1）建立急性（24小时/14天）和亚慢性（90天）暴露动物模型；2）支气管肺泡灌洗（BAL）分析炎性细胞浸润；3）ELISA检测肺组织细胞因子（IL-1β、TNF-α等）和血液免疫球蛋白（IgA/IgG/IgM/IgE）；4）透射电镜观察PE-MPs肺组织分布；5）Masson染色和胶原蛋白免疫荧光示踪纤维化进程。

3.1 单次暴露后的急性肺反应

24小时暴露显示，500 μg/lung剂量组肺泡巨噬细胞对PE-MPs（直径约1-1.5 μm）的吞噬作用显著，伴随乳酸脱氢酶（LDH）释放增加（1.5倍）和中性粒细胞浸润。趋化因子CXCL-1和CCL-2分别升高2.1倍和1.8倍，提示早期炎症信号激活。

3.2 重复暴露诱导免疫失调

14天暴露实验发现，PE-MPs显著抑制肺泡巨噬细胞表面MHC II类分子（下降40%）和细胞黏附分子CD54表达，同时血液IgE水平上升2.2倍。这种抗原提呈功能受损可能导致免疫监视缺陷。

亚慢性暴露的病理特征

90天暴露后，TEM观察到多核巨细胞形成和胶原纤维样结构沉积。Masson染色显示肺泡间隔增厚（25 μg组增厚35%），I型、II型和V型胶原蛋白表达上调。值得注意的是，雌性小鼠呈现更显著的抗炎细胞因子（IL-4/IL-10）升高趋势。

血液生理学改变

长期暴露导致体液免疫应答紊乱：IgA和IgG分别降低30%和25%，而IgM/IgE呈剂量依赖性升高。雌性小鼠外周血中性粒细胞比例显著下降（12.5% vs 对照17.3%）。

这项研究首次证实PE-MPs肺沉积可通过物理性刺激诱发慢性炎症-纤维化级联反应。其核心机制涉及：1）巨噬细胞清除功能衰竭导致多核巨细胞形成；2）CXCL-1/CCL-2介导的持续炎症微环境；3）胶原代谢失衡引发的间质重构。这些发现为解释微塑料相关间质性肺病提供了病理生理基础，对制定职业暴露标准和风险评估具有重要指导价值。未来研究需进一步明确PE-MPs对气体交换功能的影响，以及不同粒径微塑料的差异毒性效应。