《Communications Medicine》：Microplastics as both a driver of genitourinary cancers and a deliverer of treatments
编辑推荐：
微塑料与纳米塑料（Microplastics and nanoplastics, MNPs）是一类已在人体组织中检出率不断升高的环境污染物，引发广泛关注。尽管目前尚缺乏直接将MNPs与泌尿生殖系统肿瘤（Genitourinary cancers, GU）关联的
微塑料与纳米塑料（Microplastics and nanoplastics, MNPs）是一类已在人体组织中检出率不断升高的环境污染物，引发广泛关注。尽管目前尚缺乏直接将MNPs与泌尿生殖系统肿瘤（Genitourinary cancers, GU）关联的确凿证据，本综述系统探讨其在前列腺癌、膀胱癌及肾细胞癌发生中的潜在作用机制，包括由塑料添加剂驱动的慢性炎症、氧化应激、遗传毒性及内分泌干扰效应。新兴研究已在人前列腺及膀胱肿瘤中定量检出MNPs，且其负荷与高频外卖饮食等行为呈正相关。该综述同时指出MNPs在肿瘤治疗中的双重角色：一方面可能通过改变抗肿瘤药物的吸收、分布、代谢与排泄（ADME）特征及诱导耐药影响疗效；另一方面，聚合物基纳米颗粒可被工程化为先进的药物递送平台。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（Poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA）与聚乙二醇（Polyethylene glycol, PEG）等材料可优化化疗与免疫治疗的靶向递送效率，为泌尿生殖系肿瘤提供更精准、个体化的治疗策略。
引言
微塑料与纳米塑料（MNPs）是由聚丙烯（Polypropylene, PP）、聚苯乙烯（Polystyrene, PS）或聚乙烯（Polyethylene, PE）等合成聚合物及化学添加剂构成的非生物降解性固体颗粒，粒径分别在1 μm至5 mm及<1 μm范围内。初级MNPs为工业有意合成，用于化妆品微珠、生物医药产品等领域；次级MNPs则源于大块塑料经环境降解与紫外线辐射后的破碎。MNPs因抗自然降解性强、水溶性差而在生态系统中长期累积。全球塑料废弃物管理效率低下，约80%最终进入填埋场或无序排入环境，加剧污染。MNPs在环境中会发生物理化学变化，改变机械性能并增强与生物系统的相互作用，广泛污染空气、水、土壤及食物链。世界卫生组织（World Health Organization, WHO）建议苯乙烯单体的人体暴露限值为时间加权平均20 ppm（85 mg/m3），短期最高40 ppm（170 mg/m3）。MNPs可作为暴露生物标志物，反映通过摄入、吸入或皮肤接触进入人体的污染负荷，但个体差异显著，受饮食、暴露模式及生理转运与清除能力影响。人体每周平均摄入约4.1 μg MNPs，相当于每年摄入一张信用卡重量的塑料。主要暴露途径包括受污染食物与饮水摄入（水果蔬菜年摄入量4.78–5.58×10?颗粒，饮用水2.2–12×10?颗粒，食盐5–7×103颗粒）及室内空气吸入（年1.6–2.3×10?颗粒）。MNPs可通过干扰免疫系统、肿瘤微环境（Tumor microenvironment, TME）及细胞增殖参与实体瘤发生，尤其在泌尿生殖系统肿瘤中具有研究价值。
环境MNPs与工程化聚合物纳米颗粒的本质差异
环境MNPs与生物医学用途的工程化聚合物纳米颗粒在来源、理化均一性、暴露场景及安全性证据方面存在根本差异。环境MNPs组成复杂、添加剂含量多变、粒径分布宽且形态不规则（纤维、碎片、薄膜等），表面性质随风化动态变化，易吸附重金属及持久性有机污染物，生物界面难以预测。其人体暴露多为慢性、非自愿，内部剂量评估困难，虽有血液与组织检出报道，但分析方法缺乏标准化。相反，药物递送用聚合物纳米颗粒（如PLGA、PEG基平台及聚合物胶束）成分明确、粒径分布窄、表面性质可控，药代动力学与组织分布可重复。PLGA因其生物可降解性及长期药用历史被广泛研究，临床转化依赖严格的质量控制，包括残留溶剂、无菌性及释放动力学等。PEG修饰虽可延长循环时间，但可能引发抗PEG抗体及超敏反应，这些均在受控研发与监管框架内评估。
监管格局与转化意义
当前立法与监管的缺失阻碍研究成果向政策与实践转化。采样与分析流程的不统一导致不同区域微塑料污染数据缺乏可比性，各国法律框架不一致，难以形成有效公共政策。欧盟REACH法规限制了有意添加的合成聚合物微粒在消费品中的使用，但未涵盖大块塑料破碎产生的次级微塑料及轮胎磨损、纺织品脱落等扩散源。联合国环境规划署（UNEP）正推进具有法律约束力的全球塑料污染文书谈判，显示全球协调治理仍在建设中。在缺乏统一暴露限值与前瞻性监测的情况下，预防策略主要依赖上游措施（产品规范、废弃物管理及排放控制），而非临床干预。缩小立法差异与标准化测量是风险评估及未来临床建议的前提。
人体内暴露、异质性与分析局限性
人体生物监测已在血液、尿液及胎盘组织中检出塑料颗粒，证实内暴露存在，但目前尚无经过临床验证的指标可量化个体“体内负荷”，亦无生物学参考值或阈值。现有数据不足以建立剂量-反应关系或致癌风险界值。例如，首次人体血液中塑料颗粒的定量研究报道平均浓度在μg/mL水平，但队列规模小且方法学差异大，难以跨研究比较。拉曼光谱在尿液及胎盘样本中的检出结果高度依赖分析灵敏度与严格的污染控制。个体间暴露差异受饮食、饮水来源、室内外空气、职业环境及吸烟等因素影响，宿主肠道通透性、肾脏清除率及炎症状态亦调节颗粒的转运与滞留。因此，人体样本中检出塑料应视为内暴露与生物学合理性的证据，而非统一的、可直接指导临床决策的毒性负荷指标。分析方法的不统一进一步限制转化，振动光谱（显微傅里叶变换红外光谱μFTIR与显微拉曼光谱μRaman）可提供颗粒级信息，但检测下限多在20 μm（FTIR）至1–5 μm（优化μRaman）之间，更小粒径的纳米塑料检测仍具挑战。热裂解-气相色谱/质谱（Pyrolysis-GC/MS）可稳健定量聚合物质量，但无法保留粒径与形态信息。目前仍缺乏标准化分析协议、统一的报告规范及将内暴露与临床终点关联的前瞻性研究。关于MNPs在亚细胞水平的定位，主要来自细胞与动物实验，颗粒多位于细胞质内吞体与溶酶体中，核内定位仅在特定条件下可见，且尚未在人类泌尿生殖组织中被直接证实。
微塑料与纳米塑料在体内的生物相容性与毒性效应
尚无特定生活方式被确认为导致膀胱或前列腺微塑料蓄积的直接原因，但高频饮用瓶装水、塑料容器加热食品、经常食用外卖及长期暴露于室内灰尘与合成纤维可能增加泌尿系统负担。MNPs的生物相容性由其粒径、形状及表面性质决定，粒径越小越易被细胞内吞，蓄积率越高。实验研究表明，MNPs可破坏上皮与内皮屏障完整性、引起激素相关改变及炎症与氧化应激反应，并可吸附重金属等有毒物质，放大细胞毒与遗传毒性。多项研究提示MNPs暴露与神经毒性、代谢紊乱及癌症风险升高相关，肺与肝为主要靶器官，亦可影响肠道屏障与菌群，并干扰生殖系统睾酮水平与生殖细胞数量。
微塑料与纳米塑料与癌症风险发展
MNPs通过网格蛋白与小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞，调节胞内信号网络，与异常细胞生长及致癌转化特征一致。氯乙烯、二噁英、邻苯二甲酸酯及苯等多种塑料相关化学品已被列为已知或可能致癌物。生态学研究发现高塑料污染区癌症发病率较高，但此类相关性易受工业化排放、社会经济差异及生活方式等混杂因素影响。野生动物中良性和恶性肿瘤发病率上升亦支持MNPs的潜在致癌效应。机制上，MNPs主要通过慢性炎症与氧化应激诱导遗传毒性与DNA损伤，促进利于恶性转化的肿瘤微环境。MNPs可激活巨噬细胞与树突状细胞，诱发TNF-α、IL-1及IL-10分泌，但因难以被清除而持续存在，导致慢性炎症与免疫抑制状态。此外，MNPs暴露可致活性氧（Reactive oxygen species, ROS）升高，扰乱氧化还原稳态，并通过MAPK、Nrf2、PI3K/Akt及TGF-β等通路影响基因表达，干扰炎症、应激反应、增殖、凋亡及细胞周期调控。
MNPs与前列腺癌风险
对22例根治性前列腺切除术患者的肿瘤及癌旁组织分析显示，激光直接红外光谱、扫描电镜与热裂解-气相色谱-质谱均检出MNPs，且肿瘤组织中丰度更高，并与外卖食品消费频率正相关。抗氧化剂与增塑剂等添加剂可干扰雄激素与雌激素通路，增加前列腺癌风险。病例对照研究显示前列腺癌患者尿中双酚A与邻苯二甲酸二异丁酯等代谢产物水平显著高于健康对照。
MNPs与膀胱癌风险
拉曼显微光谱结合高光谱成像在膀胱癌患者切除标本中检出聚苯乙烯微塑料（PS-MPNs），常规病理与免疫荧光无法识别。美国泌尿外科协会2025年会议报道，俄亥俄州2013–2021年数据显示初级与次级MNPs与膀胱癌风险升高相关，空间分析发现塑料加工废弃物排放区与膀胱癌高发区重叠。另有研究提示MNPs可竞争性抑制顺铂的细胞毒与促凋亡效应，通过扰乱MAPK通路降低尿路上皮细胞存活率。
MNPs与肾细胞癌风险
职业暴露于聚苯乙烯与丙烯腈与肾细胞癌风险升高相关。MNPs可在人肾小管细胞（HK2）中蓄积，诱导ROS产生、脂质代谢紊乱、内质网应激、炎症、纤维化及自噬，并与环境污染物及高脂饮食协同激活PI3K/Akt/MAPK与IL-17通路，重塑肿瘤微环境。总体而言，MNPs致癌的人类证据仍有限，主要基于体外、动物及生态学研究，需大型前瞻性队列与标准化暴露评估才能确立因果关系。
微塑料与纳米塑料与肿瘤治疗
工程化MNPs凭借小尺寸、可调表面及跨屏障能力成为药物递送与肿瘤治疗的重要平台。环境MNPs则可能以非受控方式产生促肿瘤效应。其作用包括：（1）改变抗肿瘤药物的ADME特征；（2）干扰膜转运体与外排泵功能，诱发耐药表型；（3）形成蛋白冠促进调理素化与免疫清除，可能影响治疗性纳米载体的体内行为；（4）通过粒径、表面化学及配体修饰实现肿瘤靶向递送；（5）延长膀胱内药物滞留时间并提高透黏膜渗透，增强局部疗效；（6）共递送免疫调节剂或检查点抑制剂，逆转肿瘤微环境免疫抑制；（7）作为靶向诊断探针用于影像引导干预。上述转化应用依赖可重复的生产工艺、明确的体内行为与严格的临床验证。
结论
MNPs与泌尿生殖系肿瘤的研究证据增长迅速，但仍呈碎片化。当前最合理的解释是MNPs具有生物学上的致癌可能性，而非已证实的因果关系。未来需建立标准化的分析流程与前瞻性队列研究，结合内暴露测量与混杂因素控制，以明确暴露-反应关系与器官特异性易感性。与此同时，工程化聚合物纳米材料在改善肿瘤内药物递送、延长膀胱内滞留、增强免疫治疗及精准诊断方面具有明确转化潜力。MNPs在泌尿生殖系肿瘤领域呈现出“双刃剑”特征：环境来源的MNPs是需要严格风险评估的新兴暴露因素，而受控合成的聚合物纳米颗粒则是可规范应用的诊疗技术。只有整合环境科学、分析化学、临床医学与材料工程的多学科力量，才能在厘清污染风险的同时，负责任地推动纳米技术在泌尿生殖系肿瘤诊疗中的应用。
