母源性聚乙烯微塑料经母乳传递扰乱子代免疫系统并显著削弱抗病毒应答

本研究针对环境微塑料污染加剧传染病风险的公共卫生问题，通过构建母鼠摄入聚乙烯微塑料（PEMPs）的动物模型，首次揭示PEMPs可经母乳转移至子代脾脏，导致免疫细胞分布异常（B细胞增多而T/NK细胞减少），并显著抑制流感病毒（pH1N1）感染后的干扰素应答和巨噬细胞活化，为阐释微塑料介导的免疫功能障碍机制提供了关键证据。

　　

随着全球塑料污染的日益严重，环境中无处不在的微塑料颗粒正成为新的健康威胁。近年研究发现，塑料废弃物不仅能成为病原微生物的栖息载体，还可能直接干扰宿主的免疫功能。尤其令人担忧的是，发育中的儿童免疫系统尚未成熟，可能对微塑料暴露更为敏感。但微塑料是否能够通过母婴传递影响子代免疫发育，进而增加感染性疾病风险，仍是未解之谜。

针对这一科学问题，韩国生命工学研究院（KRIBB）的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》上发表了一项突破性研究。他们发现母鼠摄入的聚乙烯微塑料（polyethylene microplastics, PEMPs）可通过母乳传递给后代，并聚集在子代脾脏中，导致免疫细胞分布紊乱，最终显著削弱了对甲型H1N1流感病毒（pH1N1）的抗病毒免疫应答。

研究采用荧光标记技术（rhodamine B标记）、扫描电镜（FE-SEM）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对PEMPs进行表征，确认其物化性质稳定。通过给妊娠期和哺乳期母鼠喂食含PEMPs的琼脂胶块（500 μg/天），利用共聚焦显微镜在子代脾脏中检测到PEMP颗粒。流式细胞术（FACS）分析脾脏免疫细胞分布，并用多重免疫分析（LEGENDplex）检测细胞因子表达。病毒实验使用特定无病原（SPF）鸡胚扩增pH1N1病毒，通过鼻腔感染小鼠后监测体重变化和肺病毒滴度（TCID₅₀）。

3.1. 荧光标记PEMPs的制备与表征

研究人员成功制备了发射稳定红色荧光的rhodamine B标记PEMPs（R-PEMPs），其形态（直径2.01±0.61 μm）和化学结构（C-H拉伸峰、CH₂弯曲峰等）未因标记改变，且荧光信号的光稳定性优于游离染料。

3.2. 母源PEMPs转移至子代脾脏

在哺乳母鼠和7日龄子代脾脏中均检测到R-PEMP信号，证实颗粒可经母乳转移。子代脾脏重量和细胞总数显著增加，但高剂量（1 mg/天）暴露会导致脾萎缩和体重下降，故选用500 μg/天进行后续实验。

3.3. PEMPs改变子代脾脏免疫细胞分布

PEMP暴露子代脾脏中B细胞（B220⁺）比例升高，而NK细胞（NK1.1⁺）、总T细胞（CD3⁺）和细胞毒性T细胞（CD3⁺/CD8⁺）减少。尽管辅助T细胞（CD3⁺/CD4⁺）总数不变，但Th2细胞（IL-4⁺）数量激增（241倍），Th1细胞（IFN-γ⁺）则呈下降趋势。单核细胞（Gr-1⁺/CD11b⁺）和调节性树突细胞（CD11b⁺/CD11c^-）也减少。骨髓细胞分析显示免疫细胞生成未受影响，表明PEMPs主要扰乱脾脏的细胞分布而非生成。

3.4. PEMPs增强pH1N1病毒对子代的致病性

感染pH1N1后，PEMP暴露子代体重下降更显著（10–14 dpi），表明病毒毒力增强。尽管肺病毒滴度（TCID₅₀）两组无差异，但PEMP子代的抗病毒应答严重受损。

3.5. PEMPs抑制病毒感染的免疫应答

感染后PEMP子代肺组织中I型干扰素（IFN-α、IFN-β）和II型干扰素（IFN-γ）表达显著降低，炎症因子（IL-6、TNF-α、IL-12p70、IL-1β）和趋化因子（KC、IP-10）也减少，仅RANTES和MCP-1例外。GM-CSF和IL-10水平同样下降。

3.6. PEMPs抑制B细胞和巨噬细胞的免疫应答

病毒感染后，PEMP子代脾脏B细胞扩增受阻，巨噬细胞（F4/80⁺/CD11b⁺）比例下降且活化标志物（CD86、CD80）表达降低，肺组织CD86 mRNA表达也减少，表明免疫清除功能受损。

研究结论强调，母源性PEMP暴露可通过母乳转移导致子代脾脏免疫细胞分布异常（B细胞增多和Th2偏倚），并显著抑制抗病毒应答（干扰素分泌减少和巨噬细胞活化受损），从而增加病毒感染的严重性。这不仅揭示了环境微塑料的跨代免疫毒性机制，也为理解儿童感染性疾病易感性提供了新的环境病因学视角。讨论部分进一步指出，PEMPs可能作为抗原样物质驱动B细胞异常活化，最终导致功能耗竭，且其诱导的肥胖样表型可能与免疫缺陷协同加剧感染结局。该研究呼吁关注塑料污染对发育免疫的长期影响，并为制定婴幼儿环境健康政策提供了科学依据。