犬和猫血液中微塑料的存在与特征分析：环境污染的实证证据

《Environmental Advances》：Presence and characterization of microplastics in pet blood (dogs and cats): Evidence of environmental contamination

　　

微塑料（microplastics，MPs）首次在存活犬和猫的血液中被检出（detected）。所有样本中100%的检出率（occurrence）证实了宠物存在系统性暴露（systemic exposure）。犬猫之间微塑料的特征无显著差异（no significant differences）。血液被验证为微塑料生物监测（biomonitoring）的可靠基质（matrix）。

本研究首次报道了存活伴侣动物（犬和猫）血液中微塑料（microplastics，MPs）的存在与特征化结果，为理解宠物系统性暴露于环境污染物提供了直接证据。以下从研究背景、研究设计与方法、主要结果、讨论与结论四个方面对论文主体内容进行解读。

**一、研究背景**

微塑料（MPs）作为持久性环境污染物，已在海洋、陆地和大气生态系统中被广泛检出。其微小尺寸和理化特性使其易于在环境中分布并被生物摄取。既往研究虽然在水生生物（如鱼类、贻贝、鸟类和海洋哺乳动物）中广泛记录了 MPs 的存在，但陆生脊椎动物特别是伴侣动物中的证据仍然有限。犬和猫与人类共享城市居住环境和多种暴露途径，使其不仅成为兽医毒理学的研究对象，也具备作为环境暴露哨兵物种的潜力。先前研究已在死亡犬猫的肺、回肠、肝、肾和血凝块中鉴定出可疑 MPs，在宠物食品和粪便中检出聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）和聚碳酸酯（polycarbonate，PC）等聚合物，在犬睾丸样本中检测到聚乙烯（polyethylene，PE）和聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC），并在猫胎盘和胎儿中证实 MPs 可穿越胎盘屏障。暴露途径涉及经污染食物和水摄入、梳理行为（舔毛）、咀嚼塑料制品以及吸入空气颗粒物和室内灰尘。实验研究表明 MPs 可诱导氧化应激、炎症、内分泌干扰和生殖毒性。然而，关于 MPs 在伴侣动物体内的内部分布、蓄积动力学和健康影响仍存在显著知识空白。为此，研究人员开展了这项首次针对存活犬猫血液 MPs 的定量与定性表征研究，旨在验证血液作为 MPs 系统转运关键隔室的监测价值，并在"同一健康"（One Health）框架下强化伴侣动物作为环境暴露哨兵的作用。

**二、研究设计与关键方法**

研究人员利用因临床目的采集并本应废弃的剩余全血样本，共纳入20只宠物（14只犬和6只猫；犬5雄9雌，平均年龄7.3岁；猫2雄4雌，平均年龄7.15岁），所有受试者均无已知代谢性疾病，所有者已签署知情同意书，未对动物实施任何研究目的的操作。样本经 K₃EDTA 抗凝管采集后于-20°C冻存。提取方案采用先前已在牲畜血液基质中验证并成功应用于人类血液研究的化学消化法：2 mL 全血经 Tris-HCl 缓冲液（pH 8.5）稀释后加入30%过氧化氢（H₂O₂），于37°C轨道摇床孵育48小时以去除有机物质；消化后经超纯水稀释并经5 μm 孔径聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）滤膜真空过滤，滤膜上直接追加氧化步骤（30% H₂O₂，40°C，1小时）。疑似 MPs 颗粒经立体显微镜视觉分选和热针试验完成初步定性鉴定，随后随机选取20%（n=26）亚样本颗粒，采用拉曼光谱（Raman spectroscopy，532 nm 绿色激光）结合光谱数据库完成化学/结构表征。全过程在洁净气流柜中进行，并设置空气空白和全程序空白以监控外源污染，空白对照中均未检出颗粒。统计学分析使用 Welch's t 检验、卡方（χ²）检验、Shapiro-Wilk 检验和对数转换后的双因素方差分析（two-way factorial ANOVA）。

**三、主要研究结果**

1. **MPs 丰度与检出率**：所有20份全血样本（犬14份、猫6份）均检出 MPs，检出率100%，共记录127个颗粒（75个纤维，52个碎片）。猫的平均总颗粒数（6.5个/样本）略高于犬（6.08个/样本），但差异无统计学意义（Welch's t 检验，p=0.38）。

2. **形态学分布**：两种物种中纤维均为优势形态型，犬中约占56%，猫中约占64%，纤维/碎片组成在两组间无显著差异（χ² 检验，p=0.47）。

3. **颜色分布**：黑色颗粒在两种形态型中均为优势颜色类别；后续列联分析未发现形态组成（χ²，p=0.468）或纤维/碎片内部颜色分布（χ²，p>0.23）存在物种特异性差异。

4. **尺寸分布**：犬样本中纤维状 MPs 的平均长度趋于高于猫，碎片长度分布在物种间大致相当；双因素方差分析显示物种（p=0.2895）、形态型（p=0.0891）及物种×形态型交互作用（p=0.9729）均无显著效应。

5. **聚合物表征**：拉曼光谱鉴定出聚乙烯（PE）和聚丙烯（polypropylene，PP）为化学表征颗粒中的主要聚合物，同时检出醋酸纤维素（cellulose acetate）和聚乙烯-聚丙烯共聚物（polyethylene–polypropylene copolymer，PPCO）。

**四、讨论与结论**

讨论部分指出，本研究是首次在自然环境暴露条件下对存活犬猫血液 MPs 的系统调查。血液作为 MPs 全身播散的核心隔室，其颗粒可进入高度血管化的器官；既往研究已在犬和人睾丸、猫胎盘和胎儿中证实 MPs 可跨越生物屏障，提示进入血液后多器官分布具有合理性。本研究中多数颗粒处于低微米尺寸范围，与生物屏障穿越的尺寸兼容；但检出的74 μm 醋酸纤维素碎片（该聚合物通常与香烟过滤嘴相关）提示较大颗粒在特定情况下也可能进入循环。与既往死亡宠物组织检测相比，本研究100%的检出率提示循环 MPs 在新鲜血中比尸检凝血块中更稳定可检出。纤维的主导形态可能源于合成纺织品和室内灰尘的空气传播微纤维污染。犬猫间各指标无显著差异表明两者具有相似的暴露模式，且饮食摄入不足以完全解释系统水平，吸入和室内灰尘暴露可能发挥重要作用。研究局限性包括样本量较小且猫的样本数偏少、未评估临床或实验室参数与 MPs 的关联以及未系统测定个体环境暴露源。

结论部分认为：本研究表明，在相对较小数据集的范围内，犬和猫均以相似的丰度、形态和尺寸特征暴露于 MPs，强调了开展更大规模和更平衡队列研究的必要性；血液被建议作为 MPs 生物监测的有前景基质。尽管本研究未寻求临床相关性，但既往动物模型已证明 MPs 暴露可诱导氧化应激、炎症反应、内分泌干扰和生殖毒性，这些数据提示有必要进一步研究 MPs 对伴侣动物的潜在生物学影响，以更清晰地理解家庭环境中的环境暴露状况。