《Journal of Environmental Sciences》:Quantitative characterization of microplastics in paired tumor and adjacent normal tissues across five human cancers
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•这是首批对五种癌症中肿瘤与正常组织配对样本进行分析的研究之一。•肿瘤组织中的微塑料含量高于相邻的正常组织。•PVC、PS和PP是导致肿瘤中微塑料负荷的主要聚合物。•不同癌症中的微塑料负荷和聚合物组成存在差异,其中乳腺肿瘤中的微塑料负荷最高。•微塑料负荷与铁蛋白(ferritin
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这是首批对五种癌症中肿瘤与正常组织配对样本进行分析的研究之一。
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肿瘤组织中的微塑料含量高于相邻的正常组织。
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PVC、PS和PP是导致肿瘤中微塑料负荷的主要聚合物。
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不同癌症中的微塑料负荷和聚合物组成存在差异,其中乳腺肿瘤中的微塑料负荷最高。
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微塑料负荷与铁蛋白(ferritin)和CA125水平相关,具有潜在的临床意义。
引言
微塑料(MPs)是指尺寸小于5毫米的塑料颗粒,已成为日益受到环境和公共卫生关注的广泛存在的环境污染物。越来越多的证据表明,微塑料可通过多种途径进入人体,包括通过食物和饮用水摄入、吸入空气中的颗粒物,以及穿过胃肠道或呼吸道上皮屏障进入循环系统和淋巴系统,在那里它们可能持续存在并在多种器官中积累(Osman等人,2023年;Zha等人,2025年)。与这些暴露途径一致,微塑料已在人类组织和生物基质中被广泛检测到,涉及呼吸系统、消化系统和生殖系统(Chartres等人,2024年),以及血液(Leslie等人,2022年)、尿液(Song等人,2024年)、胎盘和粪便(Liu等人,2023年)、睾丸和精液(Zhao等人,2023年)和骨髓(Guo等人,2024年)。由于微塑料具有抗降解性、对有毒物质的亲和力以及生物积累能力,它们越来越多地被认为是导致不良健康后果的潜在因素。最近的综合研究表明,微塑料暴露可能与代谢障碍、呼吸系统疾病、心血管疾病、神经内分泌疾病以及癌症和其他慢性疾病的风险增加有关(Ali等人,2025年;Krause等人,2024年)。
新兴的毒理学证据表明,微塑料可能通过多种相互关联的途径促进癌症发生,包括慢性炎症、氧化应激、基因毒性、脂质代谢紊乱以及肿瘤免疫微环境的扰动(Baspakova等人,2025年;Deng等人,2025年;Mishra等人,2025年)。实体瘤可能为微塑料的积累提供了一个特别有利的环境,因为这些肿瘤具有异常的血管结构、淋巴引流受损以及持续的炎症浸润——这些特征统称为增强渗透性和滞留效应(EPR效应,Maeda,2015年)。再加上微塑料对酶降解的抵抗力以及它们吸附外源性有毒物质的能力(Bi等人,2024年),这些微环境特性为微塑料在肿瘤组织中的富集提供了生物学上的合理依据。初步的人类研究也支持这一观点:在前列腺癌、宫颈癌、阴茎癌、胃癌和结直肠癌中,肿瘤组织中的微塑料浓度更高,且聚合物组成也更加多样化(Cetin等人,2023年;Chen等人,2025年;Deng等人,2024年;Wang等人,2025年;Xu等人,2024年)。然而,现有数据仍然零散——仅限于个别癌症类型和有限的聚合物种类(Zhao等人,2024年)——因此关于实体瘤中微塑料负荷和组成的系统性、跨癌症的证据仍然非常缺乏。
为填补这一空白,我们选择了中国最常见的五种恶性肿瘤——肺癌、乳腺癌、结直肠癌、肝癌和胃癌——这些癌症在全国范围内的癌症发病率和死亡率中占很大比例(Han等人,2024年)。除了它们的流行病学重要性外,选择这些癌症还因为它们代表了不同的解剖系统和暴露界面,为我们提供了一个研究解剖学可及性和代谢功能如何影响微塑料吸收和滞留的强大框架(Chartres等人,2024年)。具体来说,肺癌代表呼吸系统,空气中的微塑料可以直接沉积在支气管和肺泡上皮中,并可能在肺组织中积累(Gholami等人,2026年);胃癌和结直肠癌代表消化道,这是通过受污染的食物和水摄入微塑料的主要途径。在这一途径中,微塑料可引起直接的黏膜刺激,并作为载体将吸附的毒素(如重金属、添加剂)释放到胃肠道微环境中(Cetin等人,2023年;Chen等人,2025年)。肝癌被纳入研究是为了探讨系统性迁移的代谢后果;作为主要的解毒器官,肝脏通过门静脉过滤来自消化道的血液,使其成为穿过肠道屏障的微塑料和纳米塑料的潜在积累部位(Capuano等人,2026年)。最后,乳腺癌代表了一个生物学上独特的模型,其特征是高脂质含量、丰富的血管网络和内分泌反应性,这些因素可能影响疏水性聚合物及相关内分泌干扰化学物质的滞留(Jia等人,2026年)。总体而言,这些癌症涵盖了主要的呼吸系统、消化系统、代谢系统和内分泌相关器官系统,它们的环境暴露界面和生理功能存在显著差异。研究这些不同的癌症类型可以揭示微塑料负荷和聚合物组成是否表现出与暴露途径、代谢处理和肿瘤相关微环境特征相关的器官特异性模式。
在这项研究中,我们从25名患有这五种癌症的患者中收集了50个组织样本,并使用热解-气相色谱-质谱(Py-GC/MS)方法对微塑料进行了定性和定量分析。我们的目标是:(1)比较肿瘤组织与相邻正常组织中的微塑料浓度和聚合物组成;(2)探索特定癌症类型的积累模式;(3)开展探索性分析,将组织中的微塑料负荷与关键的肿瘤生物标志物联系起来,这些生物标志物在诊断、预后和肿瘤负荷评估中具有临床意义。本研究旨在提供关于人类肿瘤中微塑料浓度定量特征的初步基准数据,并为未来关于微塑料潜在作用的研究提供信息。
章节片段
研究参与者
本研究招募了2022年在浙江癌症医院接受原发性恶性肿瘤(肺癌、乳腺癌、结直肠癌、肝癌或胃癌)手术切除的患者。纳入标准包括:(1)年龄≥18岁;(2)组织病理学确诊的原发性癌症;(3)无多灶性肿瘤;(4)有配对的肿瘤组织(TT)和正常组织(NT);(5)提供书面知情同意。系统地收集了详细的人口统计和临床数据。癌症类型根据ICD-10进行分类。
参与者的背景和临床特征
从25名患有肺癌、乳腺癌、结直肠癌、肝癌和胃癌的患者中收集了总共50个肿瘤组织和正常组织样本,每种癌症类型各获得了10个样本。参与者的平均年龄为54.3岁(标准差=13.7岁),其中48.0%为男性。在五种癌症类型中,肝癌患者的平均年龄最年轻(42.8岁),其次是乳腺癌患者(49.8岁)。总体而言,20.0%的参与者有吸烟史,16.0%的参与者有饮酒史。
讨论
本研究对五种常见人类癌症中肿瘤组织与相邻正常组织中的微塑料负荷和聚合物组成进行了系统的定量分析。通过Py-GC/MS方法,我们发现肿瘤组织中的微塑料总浓度始终高于相应的正常组织,并且聚合物组成更为复杂且具有癌症类型特异性。我们的发现扩展了此前仅限于单一癌症类型的报告,提供了跨癌症的比较结果。
结论
这项研究是对多种常见实体瘤中肿瘤组织与相邻正常组织中微塑料负荷和聚合物组成的首批系统性分析之一。我们证明微塑料在肿瘤组织中可被检测到,并且在不同癌症类型之间存在显著异质性,表明存在肿瘤和器官特异性的积累模式。这些结果将人类暴露的证据从间接基质扩展到了组织层面,并建立了基线数据。
伦理批准和参与同意
该研究获得了浙江癌症医院伦理委员会的批准(IRB-2022-271),并且遵守了《赫尔辛基宣言》。在数据收集之前,我们获得了参与者的书面同意。临床试验编号:不适用。
CRediT作者贡献声明
Juan Zhu:撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原初草稿、方法学设计、研究实施、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。Xue Li:撰写 – 审稿与编辑、资源准备、研究实施、数据管理。Sainan Li:撰写 – 审稿与编辑、验证、概念化。Lili Song:撰写 – 审稿与编辑、验证。Lingbin Du:撰写 – 审稿与编辑、监督、项目管理。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(编号:82504487)、浙江省自然科学基金(编号:LQN25H260001)、浙江省医学科技项目(编号:2025KY043和2024KY050)以及浙江省疾病控制与预防医学科技项目(编号:2025JK204)的支持。我们衷心感谢所有参与本研究的受试者。
Juan Zhu|Xue Li|Sainan Li|Lili Song|Lingbin Du