基于拉曼光谱技术的人类子宫组织中微塑料的检测：生殖毒理学研究的新维度

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Raman-Based Profiling of Microplastics in Human Uterine Tissue: A New Dimension in Reproductive Toxicology

微塑料在子宫肌瘤、子宫内膜癌及宫颈癌组织中广泛存在，含量显著高于健康组织，且与患者年龄和BMI相关。通过微拉曼光谱技术检测到15种聚合物类型，以聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯为主，粒径多小于30μm。该研究首次系统揭示女性生殖系统疾病中微塑料的分布特征及潜在健康关联。

　　

彭静静|林雅莹|姚芳芳|马丁|余金金|董春林

中国江苏省无锡市江南大学附属医院妇产科，214122

摘要

微塑料（MPs）在人体组织中的检测频率日益增加，但它们在女性生殖系统中的存在情况仍大多未被研究。本研究采用微拉曼光谱技术分析了60个人体子宫组织样本，包括患有子宫肌瘤、子宫内膜癌、宫颈癌的患者样本以及健康对照组的样本。经空白校正后，91.1%的病变子宫组织样本中检测到了微塑料，平均每克组织中含有3.0 ± 1.53个微塑料颗粒。共鉴定出15种聚合物类型，其中聚乙烯（18.0%）、聚丙烯（12.9%）和聚苯乙烯（8.6%）最为常见。大多数微塑料颗粒的尺寸小于30微米。不同类型病变子宫组织中的微塑料颗粒数量、聚合物组成和尺寸分布具有高度相似性（p < 0.01）。值得注意的是，病变组织中的微塑料平均含量高于健康子宫组织（每克1.53 ± 1.09个颗粒）。此外，微塑料含量与患者年龄和体重指数存在关联。这些发现表明微塑料在人体子宫组织中广泛存在，并揭示了病变状态与健康状态之间的显著差异。本研究为女性生殖系统内微塑料暴露提供了新的见解。

引言

自20世纪工业塑料生产开始以来，塑料出色的物理和化学性能使其在现代社会的各个领域得到广泛应用。然而，在生产、使用和处置过程中，塑料产品会不断降解，释放出大量微塑料（MPs），微塑料的定义是尺寸介于1微米到5毫米之间的颗粒[1][2]。由于其微小尺寸、化学稳定性、抗降解性以及广泛分布，微塑料已成为重要的全球环境污染物。研究表明，微塑料普遍存在于各种环境介质中，包括海洋[3]、河流[4]、大气[5]和土壤[6]。这些颗粒通过生物地球化学循环进入食物链，在生态系统和生物体内积累[7][8]。作为持久性环境污染物，微塑料不仅破坏生态平衡，还可能对人类健康构成潜在威胁[8]。随着微塑料检测技术的进步，近年来对其在人体内的分布及其相关健康影响的研究日益受到关注。

微塑料可通过多种途径进入人体，包括饮食、饮用水、空气吸入和皮肤接触[9][10][11]。此外，使用现代医疗塑料也可能导致暴露[12]。在常见食品中（如饮用水[13][14]、海鲜[15][16]和食盐[17][18]）也检测到了微塑料，这表明人类长期暴露于这些颗粒。目前，已在多种生物样本（包括血液[19][20]、尿液[21]和胎盘[22][23]以及其他组织和体液）中检测到微塑料。此外，微塑料能够穿过生物屏障（如胃肠道[24]和胎盘[25]），进入血液并在各种器官和组织中积累。先进的检测技术（如红外光谱[FTIR]和拉曼光谱[20][21][26]）已能够识别出人体组织中的微塑料类型，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）。这些发现表明，微塑料在人体内的积累可能带来潜在的健康风险。然而，关于微塑料在不同组织中的分布模式、积累特征和生物学效应的研究仍较为有限，尤其是在女性生殖系统方面。

由于女性生殖系统对外源性环境污染物的敏感性较高，它已成为环境健康研究的重点。研究表明，微塑料可能通过多种机制对女性生殖健康产生负面影响，包括引发慢性炎症、氧化应激和内分泌紊乱。这些影响会损害生殖功能和组织完整性[27][28][29]。动物实验表明，微塑料暴露会降低小鼠后代的生育能力，改变性别比例[29]，还会引起卵巢炎症并降低卵子质量[30]。进一步的研究表明，微塑料中的化学添加剂或吸附的有毒物质可能通过激活炎症信号通路、导致DNA损伤或干扰内分泌功能，从而促进生殖疾病的发展[28][31]。例如，微塑料与邻苯二甲酸酯的组合暴露显著增加了闭锁卵泡的数量，可能增加患多囊卵巢综合征（PCOS）的风险[28]。基于人群的研究显示，代谢物分析表明，单(2-乙基-5-羟基己基)邻苯二甲酸酯（MEHHP）与子宫肌瘤（UFs）的风险关联最强（26.6%），其次是单异丁基邻苯二甲酸酯（MIBP，17.7%）、甲基赤藓糖醇4-磷酸酯（MEP，12.3%）和单(2-乙基-5-氧己基)邻苯二甲酸酯（MEOHP，12.1%）[32]。一些研究在子宫肌瘤[33]、子宫内膜组织[29][34]和宫颈癌组织[20]中检测到了微塑料。然而，关于微塑料在病变组织中的分布模式及其与妇科疾病潜在关联的研究仍有限，这一知识空白阻碍了我们对微塑料对女性生殖系统健康风险全面理解。

本研究使用微拉曼光谱技术在三种类型的子宫组织（子宫肌瘤、子宫内膜癌和宫颈癌）中检测并量化了微塑料。这项系统分析旨在表征这些病变组织中微塑料的分布情况，并评估其潜在的健康风险。据我们所知，这是首次同时检测多种子宫组织中的微塑料的研究，为填补有关微塑料在女性生殖系统中积累的关键空白提供了新的证据，并揭示了环境污染物与妇科疾病之间可能的关联。

研究设计与样本收集

样本收集时间为2023年3月1日至2024年12月18日，在中国无锡市的江南大学附属医院进行。该研究获得了江南大学附属医院伦理委员会的批准（批准编号：LS2022081）。共有60名参与者参与了本研究。病变子宫组织样本来自45名患者，分别为子宫肌瘤（n = 15例）、子宫内膜癌（n = 15例）和宫颈癌（n = 15例）患者。

人体子宫组织中微塑料的检测与表征

对拉曼光谱数据进行了基线校正后，将样本表面的光谱与SLoPP数据库中的标准光谱进行了比较。分析结果显示，样本#1、#2和#4的拉曼光谱分别与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）的标准光谱高度匹配，其HQI值分别为85%、86%和79%（图1A和C）。聚乙烯在1060 cm^-1、1150 cm^-1和1290 cm^-1处显示出显著的C-C键拉伸振动和C-H键弯曲振动。

讨论

本研究系统地检测了子宫肌瘤、子宫内膜癌和宫颈癌组织中的微塑料污染情况，提供了基于病理学的描述性分析，填补了生殖组织数据方面的关键空白。组织病理学的异质性（包括血管和间质的差异）可能影响微塑料的滞留情况，这突显了需要在更大规模、独立的队列中进行验证的必要性。与先前的证据一致，饮食暴露可能是微塑料进入人体的主要途径。

结论

本研究在子宫肌瘤、子宫内膜癌和宫颈癌患者的病变组织样本中检测并量化了微塑料。结果显示，所有三种疾病类型中均存在微塑料污染，主要成分是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等常见塑料。与健康子宫组织相比，病变组织中的微塑料浓度更高，这表明病变组织与非病变组织中的微塑料分布存在差异。

CRediT作者贡献声明

林雅莹：方法学、调查。 姚芳芳：资源支持。 马丁：方法学。 余金金：项目管理、方法学、调查。 董春林：监督、项目管理、资金筹集、概念构思。 彭静静：验证、方法学、调查、数据分析、数据整理。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本文所述工作得到了无锡太湖人才计划、无锡市卫生健康委员会医学与健康领域领军人才支持项目（FYKY202309）以及江南大学医学院医学学科发展基金（YXXK2024092608）的支持。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。