兩篇關於塑膠侵入大腦的最新論文，發出了要加強這種汙染物研究的嚴重警告。論文一，在人類大腦、肝臟和腎臟中發現的微塑膠濃度正在迅速增加，平均而言，2024年大腦樣本中的微塑膠水平比2016年的樣本高出約50%，而且，大腦樣本中所含的微塑膠比肝臟和腎臟樣本高出30倍；論文二，小鼠大腦中的微塑膠，不僅使其空間記憶能力顯著下降，還使其運動協調能力以及耐力也紛紛下降。
其中一項研究的作者表示：“我們想在這方面做更多的研究，但一想到我找到答案之前，我大腦中的微塑膠濃度會增加幾個百分點，內心就不寒而慄。”
工作日的中午，當你把塑膠飯盒放進微波爐加熱午餐，在這個過程中，塑膠容器會釋放出大量微塑膠顆粒，散落到食物中。接下來，你大口吞下的不僅僅是美味佳餚，微塑膠也混著一起進入體內。由此引出了一個重要的健康問題，如果長此以往身體不斷累積微塑膠，是否會危害健康呢？
塑膠顆粒在環境中無處不在 | 圖源：pixabay
近期，《自然》（Nature）新聞特稿報告了一項發表在《科學進展》（Science Advances）上的重要研究[1]，來自中國環境科學院席北斗、侯佳奇（共同通訊作者）和北京大學未來技術學院黃海鵬（第一作者）等五名研究人員組成的團隊，即時追蹤了微塑膠在小鼠大腦內遊走的過程：
微塑膠被免疫細胞吞噬，致使細胞變成不規則形狀，隨後在血液中高速流動，卡在大腦皮層區域毛細血管的彎彎繞繞處，前赴後繼，猶如“車禍現場”。最終造成細胞阻塞，誘導腦血栓以及神經行為異常的出現。
畫面栩栩如生，微塑膠大量堆積的後果可能會不堪設想……
2004年，英國普利茅斯大學（University of Plymouth）的海洋生態學家Richard Thompson團隊在《科學》[2]上發表了一篇影響深遠的摘要，僅僅一頁紙的文章彙總了Thompson近十年來在英國海岸以及海底淤泥中的驚人發現。其中，Thompson創造出“微塑膠”（microplastic）這個術語，用來描述直徑小於5毫米的塑膠顆粒。如今，微塑膠更精確的直徑範圍則定義在1微米至5毫米之間。
微塑膠，顧名思義，與塑膠緊密相連。自上世紀50年代誕生以來，塑膠進入了工業生產、交通運輸、醫藥護理以及日常生活的方方面面。據統計，從1950年至2020年，全球塑膠年產量從200萬噸增長到超過4.5億噸[3]。
然而，面對海量製造出來的塑膠，我們的回收處理效果不甚理想。2019年，全球塑膠製品回收利用率僅9%[4]，按傳統模式處理（包括填埋和焚燒）的有69%，另有22%的塑膠屬於無人管理，隨意滯留在環境中。而塑膠製品的濫用和不合理處置，便是微塑膠產生的主要源頭[5]。
最早對微塑膠來源的研究主要集中在個人護理產品。在產品製造過程中可能逸出的原生塑膠顆粒，以及廢棄塑膠瓶和其他垃圾中慢慢侵蝕的碎片，所有這些都會被衝入河流和海洋中。2015年，海洋學家估計全球地表水中漂浮著15萬億至51萬億顆微塑膠顆粒。
此後，還發現了其他微塑膠來源，例如從行駛的汽車輪胎上脫落的顆粒，衣服上脫落的合成微纖維等等。這些顆粒飄蕩在天地之間，無處不在。
微塑膠的主要來源：包括塑膠顆粒、個人護理品、油漆塗料、合成纖維、輪胎、塑膠瓶等 | 圖源：10.1126/science.adl2746
包括Thompson在內的全球科學家團隊在這二十多年間展開研究，給出了更詳細的微塑膠分佈情況：從地球最高的珠穆朗瑪峰區域[6]的冰雪和溪水，到地球最偏遠的南北兩極海冰和新雪[7]，再到大西洋、地中海和印度洋的深海沉積物[8]……微塑膠或漂浮在空中，或隨著雨水降落在山川、森林以及城市，另外，食品、飲用水甚至啤酒中也都存在有微塑膠顆粒。因此，科學家能夠斷言[9]：“幾乎所有物種都接觸過一定程度的微塑膠。“
2021年，荷蘭瓦赫寧根大學（Wageningen University）的環境科學家Albert Koelmans發表論文[10]報告稱，基於對空氣、水、鹽和海鮮中微塑膠的有限調查，兒童和成人可能每天攝入十到十萬多顆微塑膠顆粒，如果做最壞的評估，人體一年可能攝入的微塑膠量大概相當於一張信用卡的重量。
問題只會越來越嚴重。面對如今每年4億多噸的塑膠產量，預計到2050年這個數字將翻一倍。即使從明天開始發生奇蹟，所有塑膠生產全部停下，那麼垃圾填埋場和環境中現有的塑膠（估計約50億噸）仍將會繼續分解成微塑膠顆粒，讓地球上的微塑膠數量繼續增加。
挪威科技大學（Norwegian University of Science and Technology）的生物學家Martin Wagner提出：雖然“微塑膠”誕生於20年前，但直到大約10年前，科研人員才開始將課題從研究環境和動物中的微塑膠顆粒，轉移到評估其在人體內的情況和對人類健康的影響。
2019年，來自奧地利維也納醫科大學（Medical University of Vienna）的Philipp Schwabl團隊在《內科醫學年鑑》（Annals of Internal medicine）上發表論文[11]，首次報告在人類糞便中發現了微塑膠。這項小型研究調查了來自歐洲、日本和俄羅斯的8名受試者，所有人的糞便樣本中都有發現。在所檢測的10種塑膠中，發現了多達9種不同的塑膠，最常見的便是聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯。
平均來說，每10克排洩物中發現20顆微塑膠顆粒，其中一些來源於化妝品，還有一些分解自較大的塑膠碎片。基於結果，作者估計“全球超過50%的人口的糞便中可能含有微塑膠，但需要進行更大規模的研究來證實。”這樣的結果證實了醫生們長久以來的猜測，塑膠終於進入了人體腸道，但這對有腸道疾病的患者意味什麼，仍讓醫生們非常擔憂[12]。
直至今日，科學家們已在人體消化系統、呼吸系統、心血管系統和生殖系統的器官、體液和排洩物中都檢測出了微塑膠顆粒[13]，這說明了微塑膠早已在人類體內親密共生了很長時間。
今年2月初發表在《自然·醫學》（Nature Medicine）上的一項研究[14]報告了更為嚴峻的結果，來自美國新墨西哥大學（University of New Mexico）藥學院傑出教授Matthew J. Campen團隊分析死亡後人類肝臟、腎臟和大腦組織樣本，發現隨著塑膠產量的急劇增加，大腦、肝臟和腎臟中發現的微塑膠濃度也隨之增加。平均而言，2024年大腦樣本中的微塑膠水平比2016年的樣本高出約50%，此外，大腦樣本中所含的微塑膠比肝臟和腎臟樣本高出30倍，呈現出微塑膠更易在大腦中富集的特點。
圖注：大腦中微塑膠顆粒的視覺化結果，來源：10.1038/s41591-024-03453-1
而本文開頭的《科學進展》論文則提供成像線索，揭示了微塑膠顆粒在體內聚集的過程。研究人員給小鼠投餵了摻有聚苯乙烯熒光微球的水，然後使用微型雙光子顯微鏡熒光成像技術，追蹤微塑膠在血液中的移動，於是得到了開頭所描述的場景……在為期4周的觀察期內，有一些顆粒阻塞會最終消散，但有些始終存在。
席北斗團隊進一步揭示，微塑膠堵塞了大腦血管之後會對小鼠造成怎樣的影響。研究人員使用Y型迷宮測試來評估小鼠的行為，發現喝過微塑膠水的小鼠不僅空間記憶能力顯著下降，進一步實驗還表明它們的運動協調能力以及耐力也紛紛下降。另外，微塑膠可誘導小鼠體重減輕，可能是由於運動能力的變化也改變了它們的進食行為。
作者隨後強調，雖然不清楚在小鼠體內觀察到的現象是否在人類大腦中出現同樣的情況，因為人類大腦內血管、血容量都更大，流速也更快，但是，“增加對這一研究領域的投入緊迫且必要，以充分了解人類血液中微塑膠帶來的健康風險。”[15]
其實，目前微塑料對人體器官和健康影響的研究在逐漸深入中，不過鑑於人體實驗涉及的生命安全和倫理問題，科學家們通常使用與人類具有生理相關性的小鼠模型展開研究，此外也嘗試著運用人體細胞核體外器官模型。
2023年12月，中國科學院瀋陽應用生態研究所微徐明愷研究員團隊在《國際環境》（Environment International）期刊上發表研究[16]，報告給小鼠灌胃輸入聚苯乙烯微奈米塑膠，並持續28天觀察小鼠的腸道系統，結果發現腸道內積累的微奈米塑膠導致腸道內潛在致病菌丰度的顯著增加，有益菌丰度顯著降低，並干擾了腸道菌的短鏈脂肪酸代謝特徵。此外，還可誘發腸道炎症，破壞腸道屏障功能，干擾免疫功能。這樣的惡劣情況足以引起人們的警惕心。
而2024年3月發表在《新英格蘭醫學期刊》（The New England Journal of Medicine）的一項具有里程碑意義的報告[17]表示，在接受心臟手術的約250名患者中，有近60%的人主動脈中存在微塑膠或微奈米塑膠；與沒有塑膠積累的人相比，前者在手術後三年內心臟病發作、中風或死亡的可能性要高出4.5倍。同年11月，寧夏醫科大學團隊在《生態毒理學與環境安全》（Ecotoxicology and Environmental Safety）期刊上發表論文[18]強調，高溫加速塑膠容器中微塑膠顆粒釋放出來，其有害的化學物質可能透過改變腸道菌群，引發全身炎症和氧化應激，進而增加心力衰竭的風險。
的確，近兩年來，越來越多的國內外研究結果顯示，微塑膠顆粒還可能與人類癌症[19]、腎臟疾病[20]、生育問題[21]、甚至阿爾茨海默病[22]有關。不過必須指出，目前尚無證據表明微塑膠直接導致人類疾病，資料主要顯示兩者之間存在聯絡。
除了微塑膠，科學家還擔憂更加微小的塑膠顆粒——奈米塑膠，即直徑小於1微米的顆粒——在體內的情況。一些資料表明[23]，根據攝入途徑，許多尺寸大於奈米塑膠的顆粒會透過消化系統，排出體外，但奈米塑膠可能會進入細胞內，而身體還沒有建立相應的消化和排出機制。
不同尺寸的塑膠碎片，從微塑膠到奈米塑膠 | 圖源：S. Primpke et al. Appl. Spectrosc. 74, 1012–1047 (2020)
如今，微塑膠汙染早已無處不在，我們已無法視而不見，科學家們現在與時間賽跑，研發出各種新方法成像、追蹤、分析、檢測並確定微塑膠對人類健康方方面面的影響。前述新墨西哥大學教授Campen在接受《自然》採訪時就發自內心地表示：“我們想在這方面做更多的研究，但一想到我找到答案之前，我大腦中的微塑膠濃度會增加幾個百分點，內心就不寒而慄。”
[1] https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr8243#sec-3
[2] https://www.science.org/doi/10.1126/science.1094559
[3] https://ourworldindata.org/plastic-pollution
[4] https://chn.oversea.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=HJKZ202308050&dbcode=CJFQ&dbname=CJFDLAST2023&uniplatform=NZKPT
[5] https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S004896971933323
[6] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590332220305509
[7] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014EF000240
[8] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.140317
[9] https://www.nature.com/articles/d41586-021-01143-3
[10] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c07384
[11] https://www.acpjournals.org/doi/10.7326/M19-0618
[12] https://www.theguardian.com/environment/2018/oct/22/microplastics-found-in-human-stools-for-the-first-time#:~:text=Microplastics%20have%20been%20found%20in,found%20to%20contain%20microplastic%20particles.
[13] https://kns.cnki.net/kcms2/detail/11.1895.X.20230524.1541.002.html
[14] https://www.nature.com/articles/s41591-024-03453-1
[15] https://www.theguardian.com/environment/2025/feb/11/microplastics-mice-brains
[16] https://iae.cas.cn/gb2019/xwzx_156509/kyjz/202311/t20231129_6938725.html
[17] https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2309822
[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651324014593#sec0150
[19] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c09524
[20] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749123019115?via%3Dihub
[21] https://academic.oup.com/toxsci/article-abstract/200/2/235/7673133?redirectedFrom=fulltext&login=false
[22] https://link.springer.com/article/10.1007/s12035-023-03625-z
[23] https://www.nature.com/articles/d41586-025-00405-8
