中国东北地区死后捐献者新鲜采集人脑组织中的微塑料检测及其与阿尔茨海默病相关病理蛋白的关联

《NeuroToxicology》：Microplastics detection in freshly harvested human brain tissues of northeast Chinese postmortem donors and their correlation with Alzheimer’s disease- related pathological proteins

　　• 聚乙烯（PE）是东北中国捐献者脑组织中主要的全塑（MNPs）类型。• 在选定的四个样本中，大多数全塑的直径<60 μm，且呈球形或不规则形状。• PE和PS的浓度与海马Aβ免疫反应呈正相关。# 引言全塑（MPs）和纳塑（NPs）（合称MNPs）是尺寸≤5毫米的固体塑料颗粒、碎片或纤维，其中<1 μm的粒子被专门定义为NPs（Pei等，2026）。其来源包括有意制造用于某些化妆品（如牙膏和去角质产品）的一次性MNPs，以及由塑料废物分解产生的二次MNPs。一次性塑料制品的大量生产和后疫情时代一次性口罩的不当处置，均加剧了全球MNPs污染（Landrigan等，2023）。此外，MNPs在自然环境中难以降解和转化，已成为一类新型持久性环境污染物。除职业暴露场所外，人类对MNPs的暴露广泛存在，且通过多种途径发生，包括经口摄入、吸入地面灰尘和皮肤接触（Sun等，2025）。研究表明，人均每日通过吸入途径摄入MNPs的数量高达1.26×10?颗/天，通过摄入灰尘/土壤途径摄入的数量达8.38×10?颗/天（Liu等，2024），而仅饮用瓶装水就额外贡献7.2×10?颗/天（Qian等，2024）。这些数据表明了人类MNPs暴露的普遍性，并对其潜在的长期健康后果引发了迫切的公共卫生关注。经摄入或吸入后，部分MNPs可穿越肠上皮屏障和气-血屏障进入血液，随后在各个器官和组织中蓄积。已有大量研究在人类血液、胎盘、母乳、肺组织甚至骨髓中检测到MNPs（Leslie等，2022；Ragusa等，2021；Ragusa等，2022；Jenner等，2022；Guo等，2024）。近年来，中枢神经系统作为MNPs蓄积的潜在靶器官受到了越来越多的关注。Nihart等报告在美国28例死后额叶皮层组织中检测到高浓度MNPs，通过热解-气相色谱-质谱法（Py-GC/MS）测得的平均浓度为3,420 μg/g（Nihart等，2025）。最近，中国北京的一项基于医院的研究对113名脑肿瘤患者的肿瘤组织及相邻非肿瘤脑组织进行了MNPs浓度测定，并以5例死后健康捐献者的健康脑组织作为对照，报告健康大脑额叶中Py-GC/MS测得的平均浓度为47.9 μg/g（Li等，2026）。目前尚无关于东北中国死后捐献者脑组织中MNPs蓄积水平的研究。因此，我们旨在进一步研究中国东北地区人类脑组织中的MNPs浓度，以帮助增进对不同地区人类脑组织中MNPs蓄积状况的理解。目前用于组织中MNPs定量的方法大致分为两类：基于质量的方法和基于粒子的光谱技术（Zhang，2026）。前述两项关于人类脑组织中MNPs的研究主要依赖Py-GC/MS。该技术通过高温将聚合物热分解为特征性小分子碎片，然后利用气相色谱分离产生的热解产物，并通过质谱进行鉴定。Py-GC/MS的一个关键优势在于其检测原理基于聚合物质量而非粒子尺寸，因此无论MNPs的物理尺寸如何（包括低于光谱技术检测限的NPs），均可进行定量。然而，Py-GC/MS是一种破坏性方法，无法提供粒子数量、大小、形态信息，也无法判断所检测的聚合物是否以完整粒子形式存在（Li等，2025）。相比之下，激光直接红外光谱（LDIR）等光谱技术可提供粒子特异性信息，包括粒子计数、尺寸、形状和聚合物类型。LDIR采用可调谐量子级联激光器作为红外光源，可对单个粒子进行快速自动扫描和光谱采集。该方法为非破坏性，可直接可视化完整粒子。然而，LDIR受限于较低的尺寸检测限，无法可靠检测低于该阈值或NPs的粒子（Isaac Chandran和Veerasingam，2025）。因此，我们采用了Py-GC/MS和LDIR相结合的双重策略，以提供对MNPs更全面的评估及其与神经退行性疾病标志物的潜在关联。阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性疾病，也是全球痴呆的首要病因，给全球带来了日益沉重的负担。发病年龄趋于年轻化的新兴流行病学趋势提示，环境风险因素可能参与AD的发病机制。AD的神经病理学特征为淀粉样蛋白-β（Aβ）和过度磷酸化tau蛋白（p-tau）的渐进性蓄积（Wilson等，2023；Datta和Arnsten，2025）。来自细胞和体外模型的新兴证据表明，MNPs可能直接影响这些病理过程。例如，聚苯乙烯全塑（PS-MPs）已被证明能显著加速SH-SY5Y细胞中两种Aβ亚型（Aβ40和Aβ42）的成核速率，从而促进额外Aβ寡聚体的形成（Gou等，2024）。这些机制学洞察引发了一个可能性，即慢性MNPs暴露可能对AD的发病和进展有所贡献，但来自人类脑组织的直接证据仍然缺乏。为解决这些关键问题，本研究使用来自人类脑组织库的新鲜人类颞上回组织，该组织在严格的"零塑料"采集方案下获取，从而最大限度地减少外源性污染。对颞上回组织采用互补分析方法进行MNPs分析——Py-GC/MS用于聚合物浓度的定量测定，LDIR用于粒子表征。同时，对同一捐献者的海马组织进行AD相关病理蛋白（Aβ和p-tau）的免疫组织化学（IHC）定量分析，通过H评分评估免疫反应。采用相关性分析和探索性多元线性回归分析评估特定聚合物浓度与病理蛋白水平之间的关联。本研究提供了东北中国死后捐献者新鲜人类脑组织中存在塑料聚合物的证据，并建立了脑部MNPs负担与AD相关蛋白病之间的初步关联，从而为未来研究MNPs的神经毒性潜力奠定了宝贵基础。## 伦理声明本研究方案经吉林大学基础医学院研究伦理委员会审查批准（AF-BMSIRB-01-08，2024-07），批准证明可按需提供，并符合1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修正案中关于涉及人类受试者的医学研究伦理标准。已从捐献者及其近亲属处获得书面知情同意书。## 脑组织捐献者和样本采集本横断面研究在……中开展。## 人口统计学特征脑组织采集自16名已签署自愿知情同意书进行捐献的死后捐献者，其人口统计学数据和采样相关参数汇总于表1。捐献者平均年龄为72岁（范围：42-94岁），男性占队列的81.3%，75%的捐献者教育程度达到或高于高中水平。为确保脑组织质量并防止外源全塑污染，我们竭力将……降至最低。## 讨论MNPs的普遍性环境污染已引发对其潜在健康影响的迫切关注，但MNPs在人类大脑中蓄积的证据及其与神经退行性疾病关联性的证据仍然缺乏（Alkhamees等，2026；Siu等，2026；Kumari等，2025）。在本研究中，我们对16名死者捐献者的新鲜人类脑组织中的MNPs进行了系统表征，并探讨了其与AD相关病理蛋白的关联。据我们所……## 结论在本研究中，我们在16名东北中国死后捐献者的新鲜人类脑组织中检测到MNPs，其中PE和PVC为主要聚合物。对四个选定样本的LDIR分析显示，大多数检测到的粒子尺寸<60 μm，且呈球形或不规则形态。值得注意的是，我们观察到PE和PS浓度与海马Aβ水平在整个队列中呈正相关，提示脑部聚合物与……之间可能存在潜在关联。## 未引用参考文献Abushakra等，（2026）；（Erginousakis和Papatheodoropoulos，2025）## 资金本研究由国家科技重大专项（STI2030-Major Project）（#2021ZD0201100）任务1（#2021ZD0201101）资助；国家自然科学基金（81971174）；吉林大学巴德年计划（2026B34）；吉林省卫生健康科技能力提升工程项目（2024A005）资助。## CRediT作者贡献声明**赵亚明：** 形式分析。**张昊：** 数据整理。**赵航：** 项目管理。**徐奇：** 撰写——初稿，调查研究。**刘海燕：** 撰写——审阅与编辑，监督指导。**陈鸿志：** 调查研究。**鞠爱鹏：** 可视化。## 利益冲突作者声明不存在利益冲突。## 致谢人类脑组织由国家人类脑库（发展与功能）和吉林大学人类脑库提供。国家人类脑库（发展与功能）由国家科技重大专项（#2021ZD0201100）任务1（#2021ZD0201101）和中国人类脑库联盟资助。感谢卫朴（上海）的孙佳璐在结果处理方面的宝贵贡献，以及上海新核生物科技有限公司的陈明杰提供数据。徐奇|赵航|张昊|赵亚明|鞠爱鹏|陈鸿志|刘海燕