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短期暴露于交通相关微纳米塑料（MNPs）的空气中，健康成年人在即时及次日早晨表现出系统性免疫反应变化，包括促炎细胞因子EGF、IL7和MMP1的轻度上升（未达显著水平），以及CXCL9和IL18的显著下调（经FDR校正），同时伴随中性粒细胞CD16和单核细胞CD11b活化标志物的降低。这可能反映免疫调节的修复过程而非典型炎症反应。
埃丝特·伦森（Esther Lenssen）|蒂姆·斯克拉班贾（Tim Skrabanja）|尼恩克·弗里斯科普（Nienke Vrisekoop）|洛伦佐·斯奇贝塔（Lorenzo Scibetta）|安娜米妮·范登伯格（Annemijne van den Berg）|劳拉·卡亚佐（Laura Caiazzo）|索尼娅·曼佐（Sonia Manzo）|伊戈尔·斯纳普科夫（Igor Snapkow）|吕岑·波特恩根（Lützen Portengen）|罗尔·弗梅伦（Roel Vermeulen）|杰拉德·霍克（Gerard Hoek）|雷蒙德·皮特斯（Raymond Pieters）
乌得勒支大学风险评估科学研究所，3584CM，乌得勒支，荷兰
摘要
来自轮胎磨损的交通相关微塑料和纳米塑料（MNPs）是空气中无意释放的塑料颗粒的最大来源之一。然而，它们对健康的潜在影响仍研究不足。我们研究了短期暴露于交通相关MNPs是否与健康成年人的系统性免疫变化有关。23名健康志愿者在三个室外地点（交通繁忙的路口、高速公路和城市公园）进行了4小时的观察。在暴露前后及次日上午采集了静脉血液样本。使用OLINK? Target-48试剂盒检测血浆细胞因子/趋化因子水平。通过流式细胞术评估粒细胞和单核细胞上的成熟标志物CD16以及活化标志物CD10、CD62L和CD11b的表达。使用高容量采样器收集空气动力学直径<10μm（PM10）的颗粒物中的交通相关MNPs，并通过热解-气相色谱-质谱法进行分析。同时监测了PM10、超细颗粒、黑碳和多环芳烃。采用线性混合模型，在调整气象协变量后，分析从基线到暴露后的变化。暴露后立即观察到交通相关MNPs与EGF、IL7和MMP1水平轻微升高（5.2–16.9%），但在多重检验校正后不显著。次日上午发现CXCL9和IL18水平显著下调（2.3–8.5%），粒细胞上的CD16水平降低（-5%），单核细胞上的CD11b水平降低（-25.5%）。短期暴露于这种交通相关颗粒混合物（包括轮胎磨损产生的MNPs）与循环系统中的细胞因子/趋化因子变化相关，这些变化可能表明未成熟粒细胞的动员。
引言
从20世纪50年代到2018年，全球塑料产量从170万吨增加到3.6亿吨，这主要归因于塑料的低成本、多功能性和耐用性（Landrigan等人，2025年）。虽然这些特性促进了塑料在各个行业的广泛应用，但也导致了环境污染。目前只有约10%（每年4000万吨）的塑料被回收，而大量塑料（约43%）堆积在垃圾填埋场或环境中（Houssini等人，2025年；Landrigan等人，2025年）。这些塑料的生物降解、光降解、化学降解或热降解会产生微塑料和纳米塑料（MNPs）（Liu等人，2022年），这是一类主要由疏水性聚合物组成的、尺寸小于5毫米的颗粒（Wright和Kelly，2017年）。在环境来源中，来自轮胎和刹车磨损的交通相关MNPs被认为是空气中MNPs浓度的主要贡献者（Kreider等人，2010年；Panko等人，2018年；2013年）。先前的研究表明，MNPs占空气动力学直径<10 μm（PM10）颗粒物的0.52–1.94%，以及空气动力学直径<2.5 μm（PM2.5）颗粒物的0.23–14.0%（Kreider等人，2020年；Lenssen等人，2025b；Panko等人，2018年；Panko等人，2013年；Panko等人，2019年）。然而，尽管MNPs既可作为颗粒物，也可作为吸附的有机物和痕量金属的载体，但目前尚无流行病学研究评估其暴露对健康的潜在影响（Pokhrel等人，2025年）。
迄今为止，关于MNPs暴露潜在健康影响的流行病学研究仅限于对易感患者群体的观察性研究。这些研究发现，（交通相关的）MNPs在各种生物样本中的存在与不良心脏事件、（上）呼吸道疾病、炎症（细胞因子水平升高）和死亡风险增加有关（Marfella等人，2024年；Massie等人，2025年；Tran等人，2025年；Wang等人，2024年；Wu等人，2025年；Yang等人，2024年；Yu等人，2024年；Zhang等人，2025年）。然而，方法学上的限制，特别是可能影响暴露和测量反应的疾病相关偏差，使得这些结果的解读变得复杂。
交通相关的MNPs属于更广泛的交通相关空气污染范畴，包括非排放源（如轮胎和刹车磨损）和尾气排放（Fussell等人，2022年）。特别是柴油尾气已被充分研究，其与免疫和心肺系统的影响有关，通过氧化应激反应、线粒体功能障碍和与细胞DNA的直接相互作用（Singh和Sharma，2025年）。流行病学和实验研究表明，交通中的痕量元素，尤其是铜（Cu）、铁（Fe）和锌（Zn）（用作非特异性轮胎磨损标志物），也可能导致氧化应激和促炎效应，如白细胞介素（IL）8或IL1β的释放（Christou等人，2025年；Forest和Pourchez，2023年；Gou等人，2024年；Ostro等人，2015年）。
机制研究表明，吸入的MNPs可能通过多种途径引发炎症效应（Lee等人，2025年）。PM10分数中的MNPs可沉积在呼吸道，其活性表面基团和氧化物质可通过激活驻留的巨噬细胞及随后招募的先天免疫细胞（如单核细胞、中性粒细胞和树突状细胞）引发肺部炎症（Bouredji等人，2023年）。除了颗粒引起的效应外，MNPs中包含的化学物质以及吸附在颗粒表面的化学物质可能渗入生物液体并产生独立的毒性效应（Fussell等人，2022年）。此外，肺部的局部炎症可能进一步引发促炎细胞因子和趋化因子的系统性释放，从而在外周循环中检测到免疫反应（Nassan等人，2021年）。
健康人类的正常急性炎症反应包括炎症激活、触发因素的消除，随后是恢复和修复机制，其中组织驻留的巨噬细胞和招募的巨噬细胞起核心作用（Medzhitov，2008年）。另一方面，愈合受损可能导致持续性低度炎症，表现为中性粒细胞和巨噬细胞长期激活、促炎细胞因子持续产生以及由于恢复机制失效和凋亡细胞清除不足导致的组织损伤（Gopallawa等人，2023年）。以患者群体为主的流行病学观察研究发现，生物组织中的MNPs浓度与促炎细胞因子水平升高相关（Marfella等人，2024年；Yang等人，2024年；Zhang等人，2025年）。有趣的是，细胞因子水平的变化模式（如IL6、IL12p70）取决于MNPs的类型（Yang等人，2024年）。然而，这些发现应谨慎解读，因为这些研究未考虑空气污染物的共暴露或协变量，且疾病状态可能影响暴露和生物反应。
我们之前的研究发现，健康年轻人在暴露后短期内血液中的单核细胞计数会增加（每IQR增量7.1–9.3%）（Lenssen等人，2025a）。此外，这种关联持续到次日上午（暴露后21.5小时），单核细胞的变化更为明显（9.3–17.7%），粒细胞也表现出延迟增加的趋势（7.4–14.0%）。本研究的目的是探讨细胞计数的增加是否与健康年轻人免疫标志物的变化有关。我们假设短期暴露于交通相关MNPs会导致典型的促炎细胞因子和趋化因子的上调，以及粒细胞和单核细胞上活化标志物的表达增加。
研究设计
研究设计由伦森等人（Lenssen等人，2025a；Lenssen等人，2025b）详细描述。简而言之，采用半实验性、重复测量设计来研究短期暴露于交通相关MNPs的健康影响。我们计划从乌得勒支市招募25名自报健康的非吸烟年轻人，分两批进行。参与者在两个不同时间段内参与研究。
描述性统计
共有23名志愿者成功纳入研究，其中18人访问了所有三个测量地点。其余参与者中，4人仅访问了交通繁忙的路口和公园地点，1人仅访问了高速公路和公园地点。志愿者的特征见补充材料2。参与者主要为女性（82.6%），年龄在23至38岁之间。生物指标的基线（暴露前）值见补充材料1。平均而言，蛋白质...
讨论
我们旨在探讨短期暴露于含有MNPs的交通混合物是否与健康年轻人的炎症标志物表达增加有关。我们未观察到短期暴露与经典促炎细胞因子（如CXCL8（IL8）、IL6、TNF或IFNγ）在暴露后与基线相比的变化之间存在关联。然而，也观察到其他有趣的趋势和显著差异。
结论
短期暴露于包含轮胎磨损产生的MNPs的交通相关颗粒混合物与系统性免疫改变有关，表现为促炎细胞因子IL18和CXCL9的显著延迟降低，以及粒细胞上的CD16表达下降，单核细胞上的CD11b表达下降。细胞因子、趋化因子、粒细胞表型和活化标志物在短期暴露后未表现出典型的促炎反应。
作者贡献声明
安娜米妮·范登伯格（Annemijne van den Berg）：撰写 – 审稿与编辑、资源准备、调查。劳拉·卡亚佐（Laura Caiazzo）：撰写 – 审稿与编辑、资源准备、调查。罗尔·弗梅伦（Roel Vermeulen）：撰写 – 审稿与编辑、资源准备、方法论、概念构思。埃丝特·伦森（Esther Lenssen）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、资源准备、项目管理、方法论、调查、数据分析、概念构思。杰拉德·霍克（Gerard Hoek）：撰写 – 审稿与编辑。
伦理批准细节
该研究方案（#22/515）已获得当地医学伦理审查委员会（NedMec，乌得勒支，荷兰）的批准。参与者签署了书面知情同意书。
利益声明
? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
资金来源
本研究得到了欧盟“地平线2020”研究与创新计划项目Polyrisk的支持（授权协议编号964766）。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我们衷心感谢POLYRISK联盟的指导和合作支持，特别感谢我们的工作团队成员Hubert Dirven、Berit Granum、Emilia Visileanu和Monica Andreassen提供的宝贵见解。同时，我们也感谢所有志愿者的参与，以及Mariarita Montereali、Isabella van Schothorst、Kas Adriaans、Stavri Karasiali、Laura Vicario、Fleur Froeling、Kees Meliefste、Marieke Oldenwening和Nathalie的贡献。
