《Neurotoxicology and Teratology》：Ingested microplastics and the gut–brain axis: A systematic review of mechanistic pathways and neurobiological impacts in human and preclinical models
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•微塑料/纳米塑料扰乱肠道菌群及关键神经活性代谢物。•表面电荷与粒径决定肠道通透性及全身性进入。•慢性暴露改变PI3K/AKT信号通路及海马代谢。•肠脑轴介导神经炎症及行为障碍。•多组学整合揭示从肠道到大脑的机制联系。引言微塑料（MPs）是指直径小于5毫米的合成聚合物颗粒，目
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微塑料/纳米塑料扰乱肠道菌群及关键神经活性代谢物。
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表面电荷与粒径决定肠道通透性及全身性进入。
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慢性暴露改变PI3K/AKT信号通路及海马代谢。
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肠脑轴介导神经炎症及行为障碍。
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多组学整合揭示从肠道到大脑的机制联系。
引言
微塑料（MPs）是指直径小于5毫米的合成聚合物颗粒，目前已广泛分布于环境、食物链及人体组织中。近期分析已在饮用水（世界卫生组织，2019年）、食物（欧洲食品安全局食品链污染物专家委员会，2016年）、粪便、血液及死后组织中检测到微塑料，表明人类不仅普遍暴露于微塑料，且其已被人体内部吸收（Leslie等人，2022年；Amato-Louren?o等人，2024年；Nihart等人，2025年；Wei等人，2025年；Dzier?yński等人，2025年）。这些发现引发了关于微塑料是否仅作为惰性颗粒存在，还是通过物理、化学及微生物组介导的机制主动调节生物系统的问题。
摄入后，微塑料和纳米塑料会接触胃肠道环境，其命运受粒径、表面特性、聚合物组成以及与膳食成分和驻留微生物相互作用的影响（Nazari等人，2026年；Zhang等人，2024年）。颗粒可被保留在胃肠道内并随后排出，而其中一部分，尤其是较小的颗粒，可能与上皮屏障相互作用或穿越上皮屏障，发生向肠外组织的转移（Zhou等人，2026年；Li等人，2026年）。在胃肠道转运过程中，颗粒还可获得一层吸附的生物分子、食物成分和微生物物质，通常称为食物调理或微生物调理表面，这可能改变其理化性质和生物学相互作用（Nazari等人，2026年；Chi等人，2025年）。因此，到达肠组织的颗粒不一定与许多实验模型中使用的原始材料完全相同（Nazari等人，2026年）。
由于摄入的微塑料和纳米塑料最初与胃肠道相互作用，肠道代表了一个关键界面，通过该界面环境塑料暴露可能影响全身性和神经功能（Deng等人，2026年；Yan等人，2026年）。除了营养消化和吸收的功能外，肠道还是一个重要的通信中枢，整合微生物、代谢、免疫、内分泌和神经信号，这些信号有助于维持全机体稳态（Deng等人，2026年；Chatzopoulou等人，2026年）。
肠脑轴是一个通过神经、内分泌、免疫和代谢通路连接胃肠道和中枢神经系统（CNS）的双向通信网络。肠道菌群在此通信中发挥核心作用，通过产生代谢物（包括短链脂肪酸、胆汁酸和色氨酸衍生物）影响神经发育、突触可塑性和行为（Chi等人，2025年；Kuai等人，2024年）。在这些通信通路中，迷走神经作为直接的神经通道，其消融已被证明可挽救微塑料引起的记忆缺陷，支持肠脑信号传导的参与（Lee等人，2022年）。这种微生物生态系统的紊乱——即菌群失调——越来越多地与神经和精神疾病相关联，研究表明来自微塑料暴露供体的粪便微生物群移植可将认知缺陷转移给受体小鼠（Sun等人，2024年）。
肠道在塑料毒性中的这一地位尤为相关，因为摄入的颗粒在任何潜在的全身分布之前先与肠上皮和驻留菌群直接相互作用。微塑料诱导的肠道微生物生态系统改变可能与下游的肠屏障功能变化、全身性炎症信号、血脑屏障完整性及神经行为结局相关联（Chen等人，2023年；Jin等人，2022年；Kuai等人，2024年；Wang等人，2024年；Tofani等人，2024年）。此处采用这一假设序列作为整合肠脑轴各证据的组织性启发框架。尽管该通路的各个步骤已得到实验研究，但现有文献尚不足以正式评估从肠道微塑料暴露到神经结局的完整时间性和因果性级联。
基于上述背景，我们采用一个概念性机制框架作为整合本研究中证据的组织性启发框架（图1）：摄入和吸入的微塑料及纳米塑料（<1 μm）引发多器官级联反应，进入途径决定了到达大脑的主要路径。对于摄入的颗粒，其理化特性决定胃肠道相互作用，引发：（i）肠道菌群失调及神经活性微生物代谢物耗竭；（ii）肠屏障破坏及全身性内毒素渗漏；（iii）外周免疫激活；（iv）血脑屏障受损；以及（v）神经炎症和突触功能障碍导致认知/行为缺陷。与此同时，吸入的纳米塑料可能绕过这一全身路径，通过嗅觉转移或迷走神经逆行转运直接到达大脑，这得到了在人嗅球中检测到纳米塑料（Amato-Louren?o等人，2024年）和迷走神经切断术研究（Lee等人，2022年）的支持。这些双通路进一步得到了干预性证据的锚定——粪便微生物群移植（Sun等人，2024年）和益生菌/胆汁酸治疗——为肠到大脑的信号传导提供了功能性支持，并显示其具有潜在可逆性。通过根据系统评价和元分析优先报告条目（PRISMA）报告指南系统综合微塑料对肠脑轴影响的证据，本综述旨在整合涵盖全部微塑料谱系的发现，同时突出纳米塑料作为一个机制上重要的子集，因为纳米塑料具有独特的生物反应性和潜在的跨组织转移能力。
章节摘要
文献检索与纳入标准
本系统综述按照系统评价和元分析优先报告条目（PRISMA）指南（Page等人，2021年）进行。综述方案在开始前已在开放科学框架（OSF）中注册。
微塑料诱导的肠脑轴紊乱的机制综合
本综述综合的证据表明，微塑料诱导的肠脑轴功能障碍不太可能源自单一生物学机制。相反，现有发现支持一个相互连接的级联过程，涉及胃肠道内的理化相互作用、肠道微生物菌群失调及微生物代谢改变、肠屏障破坏、全身性免疫激活、血脑屏障功能障碍、神经炎症，并最终影响神经功能。
结论
微塑料和纳米塑料已成为普遍的污染物，其影响人体健康的能力远超胃肠道。实验证据表明，这些颗粒扰乱肠道微生物组成，损害肠屏障完整性，并触发全身性炎症，从而可能损害神经功能。神经免疫信号改变、突触功能障碍和行为障碍共同突显了肠脑轴作为…
CRediT作者贡献声明
Mohammad Sepehr Mirzaei：撰写——初稿、软件、调查、正式分析、数据管理。Amir Hossein Hamidian：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、概念化。Ali Mazar-Atabaki：撰写——审阅与编辑、监督、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们不存在已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
Mohammad Sepehr Mirzaei|Amir Hossein Hamidian|Ali Mazar-Atabaki
