揭示人体生物基质中微塑料和纳米塑料的存在：一项涵盖2020年至2025年五年间最新研究的系统综述

《Science of The Total Environment》：Unveiling the presence of micro and nanoplastics in human biological matrices: A systematic review covering the latest five years from 2020 to 2025

微纳米塑料污染现状及人体健康影响研究，系统综述2020-2025年发现其广泛存在于血液、粪便、皮肤等生物样本，主要成分为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS），检测技术提升至1μm级别，但长期健康机制及安全阈值仍需研究。

　　

Marios C. Christodoulou | Marino Stylianou | Irene Voukkali | Vinceenzo Naddeo | Damia Barcello | Chrysostomos Kepertis | Antonis A. Zorpas

塞浦路斯开放大学纯与应用科学学院化学工程与工程可持续性实验室，可持续环境工程系，Giannou Kranidioti 89，Latsia，尼科西亚，2231，塞浦路斯

摘要

塑料污染已成为21世纪最紧迫的环境挑战之一，2024年全球塑料产量超过了4.13亿吨。这一急剧增长导致了微塑料和纳米塑料（MNPs）的同步增加，这些微小的塑料颗粒不仅渗透到了自然生态系统中，也进入了人类生活环境。人类通过受污染的食物、水、吸入空气中的颗粒、皮肤接触以及医疗设备接触到MNPs，尽管确切的暴露水平和健康影响仍不确定。研究表明，这些颗粒会引发炎症、氧化应激和免疫系统紊乱。为了更好地了解这一问题的严重性，我们根据PRISMA指南进行了系统综述。收集了关于聚合物类型、颗粒大小、检测方法以及已记录的生物影响的数据。在各种人体生物样本中均检测到了MNPs，其中血液（30.2%）、粪便（12.3%）和皮肤（9.9%）是最常被研究的样本。检测到的主要聚合物包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）。最近在检测技术方面的进展，特别是微拉曼光谱（μRaman）、微傅里叶变换红外光谱（μFTIR）和热解气相色谱-质谱（Py-GC/MS），显著提高了分析灵敏度，能够可靠地识别小至1微米的颗粒。这项系统综述的结果对于指导公共卫生政策、制定环境法规以及未来的毒理学研究都具有重要意义。

引言

微塑料和纳米塑料颗粒（MPs：尺寸<0.1–5000微米；NPs：尺寸<1–100纳米）是合成聚合物污染物，由于其持久性和潜在的健康影响，已成为环境和毒理学研究的核心焦点（Paul等人，2020年）。这些颗粒可能来源于小型塑料的故意生产（初级MNPs），例如个人护理产品中的微珠，或者通过机械磨损、光降解和生物过程从较大塑料碎片中逐渐分解而来（次级MNPs）（Li和Liu，2024年）。常见的形态类型包括碎片、薄膜、纤维、颗粒和泡沫（Ziani等人，2023年）。 人类通过多种途径接触到MNPs，包括摄入受污染的食物和水、吸入空气中的颗粒，以及较少见的皮肤接触。根据Li和Liu（2024年）的研究，一个成年人每年可能摄入或吸入超过30万个MNPs。另一项研究也报告了类似的趋势，指出在美国每年摄入量为39,000–52,000个MPs，包括吸入在内的总摄入量高达74,000–121,000个颗粒（Cox等人，2019年）。此外，该研究还发现，仅饮用瓶装水的人每年可能额外摄入多达9万个微塑料颗粒，而饮用自来水的人则只有约4,000个。此外，通过对3,600多种食品和饮料样本的分析，研究人员发现海鲜是微塑料摄入的主要来源之一，此外还有蜂蜜、糖和酒精饮料（Cox等人，2019年）。 药品和膳食补充剂也可能成为人类接触MNPs的来源，因为某些药片和药物配方中含有用作辅料或包衣的合成聚合物（Jagadeesh和Sundaram，2021年）。此外，包括输液管、采血针和外科手术材料在内的医疗设备在临床使用过程中可能会直接将MNPs释放到体内（Chen等人，2025年）。个人护理产品如肥皂、牙膏和洁面产品，以及化妆品、厨房设备和儿童玩具也可能含有MNPs（Kontrick，2018年）。 一旦进入体内，这些颗粒在胃肠道和呼吸道内会发生物理化学变化，包括降解和释放有毒添加剂。由于所谓的“特洛伊木马”效应，MNPs通常携带诸如邻苯二甲酸盐、双酚类和全氟及多氟烷基物质（PFAS）等化学添加剂，这些物质已知会加重皮肤问题（González等人，2019年）。这些物质与特应性皮炎的发病或加重、过敏性接触性皮炎的发作以及痤疮的恶化有关，尤其是在青少年中（Tan等人，2025年）。此外，最小和密度最低的MNPs可能会深入肺部系统。有些颗粒可能被巨噬细胞清除，但其他颗粒可以逃避免疫防御机制，随后进入血液或淋巴循环（Enyoh等人，2023年）。 虽然这些纳米颗粒的完整生物学轨迹仍是一个活跃的研究领域，但它们已经在多种体液、器官和组织中被证实存在。具体来说，MNPs已在人类粪便（Schwabl等人，2019b）、血液（V. L. Leonard等人，2024年）、唾液（Basri等人，2021年）、痰液（Huang等人，2022年）、尿液（Pironti等人，2023年）、头皮毛发、手部皮肤、面部皮肤（Basri等人，2021年）以及关键器官和组织（如肾脏和脾脏（Enyoh等人，2023年）、精液和睾丸（Zhao等人，2023年）以及心脏（Roslan等人，2024年）和大脑（Yang等人，2023年）中被检测到。 鉴于MNPs与生物系统的相互作用及其在人体器官中的生物累积能力，对其在人体样本中的检测、表征和毒理学评估对于评估暴露风险和指导公共卫生策略至关重要。虽然之前的综述主要集中在环境污染上，但本综述探讨了人类生物监测方面的最新进展。通过系统分析2020年至2025年间发表的研究，本文提供了关于MNPs在多种人体生物样本中存在的当前证据，包括血液、唾液、尿液、精液、母乳、粪便、皮肤、痰液和头发。本研究旨在提供关于人类暴露途径的更新概述，整合关于潜在健康影响的新兴发现，并强调用于识别、表征和在可能的情况下量化MNPs的分析方法。

文献综述过程

本综述遵循PRISMA声明（系统综述和荟萃分析的优先报告项目）进行。采用这种方法，仅选择了用英语撰写的文章和综述论文。为此，使用了Scopus数据库，涵盖了2020年至2025年的所有研究。最初在数据库中选择的搜索关键词包括：“Microplastic”等。

Prisma

图1展示了系统综述中研究选择的PRISMA流程图。最初从数据库和注册表中识别出1021条记录。经过筛选后，基于进一步的关键词筛选排除了764条记录。在剩余的257份报告中，有24份无法获取。在评估资格的233份报告中，有55份因特定原因被排除，包括与综述主题不相关。

生物转化-生物累积

正如文献中所证明的，MNPs在多种人体生物样本中的存在已得到明确证实，表明这些颗粒通过多种途径（包括皮肤接触、摄入、吸入和医疗干预）在体内分布。

文献空白、局限性和未来方向 MNPs在环境和生物体中的广泛存在清楚地提醒了我们依赖塑料的长期后果（Ziani等人，2023年）。尽管它们对人类健康的全面影响尚未完全了解，但其潜在风险不容忽视。由于缺乏有效的去除方法和明确的安全阈值，迫切需要进一步的科学研究和国际合作。

结论

本综述指出，MNPs已在人体内得到确凿的检测，证实其暴露是广泛且持续的。检测频率通常超过90%，浓度范围从每毫升血液或尿液中的几个颗粒到每克粪便中的数百微克不等。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）是最常见的聚合物，而碎片和纤维在颗粒形态中占主导地位，通常尺寸小于100微米。

CRediT作者贡献声明

Marios C. Christodoulou：撰写——综述与编辑、初稿撰写、方法学研究、数据分析、概念化。Marinos Stylianou：撰写——综述与编辑、可视化、资源协调、方法学研究、数据分析、概念化。Irene Voukkali：撰写——综述与编辑、可视化、资源协调、方法学研究、数据分析、概念化。Vincenzo Naddeo：撰写——综述与编辑

声明

声明：本文写作过程中未使用生成式AI和AI辅助技术。

资助

本研究未获得任何资助。

利益冲突声明

作者们没有与本文内容相关的利益冲突需要声明。