人类卵巢卵泡液中的微塑料:一项初步拉曼光谱研究

《Frontiers in Endocrinology》:Microplastics in human ovarian follicular fluid: a pilot Raman spectroscopy study

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Frontiers in Endocrinology 5.7

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  背景:微塑料(MPs)近期已在多种人体生物基质中被发现,包括胎盘、血液、母乳、精液和睾丸组织,引发了对其潜在内分泌、炎症和生殖效应的担忧。尽管该领域迅速扩展,但卵巢卵泡微环境在很大程度上仍未得到充分研究,关于人卵泡液(FF)中MPs直接存在的数据有限。目的:本

  
背景:微塑料(MPs)近期已在多种人体生物基质中被发现,包括胎盘、血液、母乳、精液和睾丸组织,引发了对其潜在内分泌、炎症和生殖效应的担忧。尽管该领域迅速扩展,但卵巢卵泡微环境在很大程度上仍未得到充分研究,关于人卵泡液(FF)中MPs直接存在的数据有限。目的:本初步研究旨在采用污染控制工作流程和共聚焦显微拉曼光谱,定性评估体外受精(IVF)期间获得的人FF中MPs的存在及其聚合物组成。方法:研究人员在严格污染控制条件下处理了来自27名接受IVF女性的FF样本。使用10%氢氧化钾(KOH)消化有机物质,随后通过1.6 μm玻璃纤维滤膜进行真空过滤。通过光学显微镜筛查滤膜,并使用532 nm共聚焦显微拉曼光谱分析可疑颗粒,与已验证的聚合物光谱库进行匹配。每个分析批次均包含程序空白。结果:在27份FF样本中的22份(81.5%)中检测到MPs。阳性样本含有1至3个颗粒。鉴定出的聚合物包括聚丙烯(PP;最常见)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。程序空白中未检测到MPs。结论:在污染控制条件下,大多数FF样本中可检测到MPs。虽然临床意义尚不清楚,但这些发现支持卵巢微环境中存在MPs,并强调需要更大规模、标准化和机制性研究。
塑料因其耐用性、多功能性和低生产成本而广泛应用于现代社会,但管理不善导致微塑料(MPs,直径小于5 mm的塑料颗粒)在环境和生物系统中不断积累。人类主要通过摄入和吸入暴露于MPs,已有研究在胎盘、血液、母乳、精液和睾丸组织等多种人体生物基质中检出MPs,引发对其潜在内分泌、炎症和生殖效应的高度关注。女性卵巢卵泡是一个高度特化的微环境,依赖于激素信号、颗粒细胞和膜细胞功能、氧化还原平衡及代谢过程之间的精密协调来支持卵母细胞成熟。实验研究提示,MPs可能通过氧化应激、线粒体功能障碍、内分泌干扰和炎症激活等机制干扰卵泡发育过程。近年来,已有独立研究团队在人卵泡液(FF)中检出MPs,并探索其与卵巢储备及生殖功能的可能关联。然而,现有证据仍受限于较小的样本量和显著的方法学异质性,尤其在样本采集、污染控制流程、分析平台、粒径检测下限、聚合物鉴定标准和报告规范等方面差异明显,直接限制了研究间的可比性和结果的可重复性。因此,本研究的主要目的并非再次证明FF中存在MPs,而是评估一种严格污染控制的共聚焦显微拉曼光谱工作流程在IVF获取的FF中进行定性聚合物鉴定的可行性,旨在为未来生殖领域微塑料研究的方法学标准化提供依据。

研究人员在匈牙利佩奇大学附属生殖中心开展了一项初步研究,纳入27名接受体外受精(IVF)的女性,收集其常规经阴道取卵后的残留卵泡液。在严格污染控制条件下,采用10%氢氧化钾(KOH)消化有机基质,经1.6 μm玻璃纤维滤膜真空过滤,通过光学显微镜筛查候选颗粒,并使用532 nm共聚焦显微拉曼光谱进行聚合物鉴定。结果显示,27份FF样本中有22份(81.5%)检出MPs,每份阳性样本含1至3个颗粒;鉴定出的聚合物包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);所有程序空白均未检出MPs。该研究证实了在污染控制条件下使用共聚焦显微拉曼光谱定性识别FF中MPs的可行性,并强调透明的方法学报告对于未来多中心比较研究的重要性。论文发表于《Frontiers in Endocrinology》。

关键技术方法方面,本研究为探索性定性试验,样本来自匈牙利佩奇大学附属生殖中心27名接受IVF女性的残留卵泡液。采用10%氢氧化钾(KOH)于60°C消化有机物质过夜,经1.6 μm玻璃纤维滤膜真空过滤。光学显微镜筛查后,使用532 nm共聚焦显微拉曼光谱采集光谱,与KnowItAll?光谱库匹配,以命中质量指数(HQI)≥80%且至少确认三个特征拉曼峰为鉴定标准。每个分析批次均设置程序空白,所有操作在层流罩下进行,并优先使用玻璃和金属器具以减少塑料污染。

研究结果部分如下:

患者特征:研究人群共27名女性,中位年龄39岁(四分位距[IQR]:34–40.5),中位体质指数(BMI)为26.3 kg/m2(IQR:22.6–30.6),提示以中年、超重倾向的队列为主。其中9例患有甲状腺功能减退,3例患有胰岛素抵抗;妊娠次数合计13次,产次合计7次。

颗粒特征:通过光学显微镜和拉曼光谱确认,27份FF样本中有22份(81.5%)检出MPs,每份阳性样本含1至3个颗粒。此外,27例患者中有6例在妊娠8周时获得可存活妊娠。

颗粒形态与尺寸分布:在22份阳性样本中共鉴定出60个拉曼确认的MP颗粒。形态学分析显示,53个颗粒(88.3%)为不规则碎片,7个(11.7%)为纤维。颗粒尺寸约为3 μm至2 mm,约74%的颗粒最大尺寸小于100 μm。基于聚合物密度计算,单个颗粒质量通常为几微克。

聚合物组成:鉴定出的聚合物包括PP(最常见)、PE、PA、PS和PET,这些材料广泛用于环境和消费品。在6例获得可存活妊娠的患者中,4例检测到PET颗粒,1例未检出MPs,另1例检出PE和PP组合。由于样本量有限,无法就MPs与生殖结局之间的潜在关联得出结论。

讨论部分总结:本研究的新颖性不在于证明FF中存在MPs,而在于提供了独立验证的、污染控制的拉曼光谱工作流程和透明的方法学报告,有助于未来生殖领域MP研究的方法协调。在污染控制条件下,多数FF样本检出MPs且程序空白为阴性,支持检测结果的可靠性。检出多种聚合物类型提示多重暴露途径,包括饮食摄入、吸入以及可能的医源性接触。虽然FF中检出MPs表明塑料颗粒可到达卵巢卵泡隔室,但本研究为定性设计,无法确定这些颗粒是否与颗粒细胞相互作用、改变FF生化或内分泌组成,或影响卵母细胞能力。方法学局限性包括样本量小、未进行定量评估,以及拉曼光谱对小于1–2 μm颗粒的检测灵敏度有限。未来研究需整合互补技术(如显微傅里叶变换红外光谱[μFTIR]成像和热裂解-气相色谱/质谱[Py-GC/MS])及标准化质量保证/质量控制方案。

研究结论:在污染控制条件下,显微拉曼光谱在IVF期间获得的多数FF样本中鉴定出MPs。这些发现支持越来越多的证据表明环境塑料颗粒存在于人类卵巢微环境中。虽然临床和内分泌意义尚不确定,但新兴数据提示MPs与生殖功能存在潜在关联,强调进一步研究的重要性。需要更大规模、标准化、多中心研究,整合定量暴露评估和机制终点,以阐明MPs在女性生殖健康中的作用。
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