微塑料与过敏性鼻炎发生机制研究进展

微塑料与过敏性鼻炎发生机制研究进展【摘要】随着环境污染问题越来越受到重视，微塑料逐渐成为全球关注的重点。经证实微塑料普遍存在于空气、土壤、水体以及食品中，微塑料对生态系统及人类健康的潜在危害已引起了广泛关注。过敏性鼻炎是由免疫系统对某些外界物质的过敏反应所引起的一种常见的慢性炎症性疾病。近年来越来越多的研究开始探讨微塑料与过敏性鼻炎之间的关系。该文旨在综述该领域的最新研究进展，分析两者相互影响的潜在机制，以期为过敏性鼻炎患者的临床治疗提供新的思路和依据。【关键词】塑料微粒；过敏性鼻炎；机制在环境污染问题中，塑料污染尤为突出，其废弃物在环境中经过物理、化学和生物降解过程，形成了尺寸小于5mm的微塑料。微塑料广泛存在于空气、土壤、水体等多种环境介质中，并可进入食物链，最终在人体内蓄积，影响健康［1］。过敏性鼻炎是一种由IgE介导的、针对特定过敏原的慢性鼻黏膜炎症性疾病，不仅表现为鼻痒、喷嚏、流涕和鼻塞等鼻部症状，还常伴有哮喘、过敏性结膜炎等其他系统的过敏表现［2］。微塑料不仅本身可能具有毒性，其疏水性表面还可能通过吸附环境中的其他污染物、病原体和过敏原进入人体诱发并加剧过敏反应［3］。本文旨在探讨二者之间的关系及机制，为过敏性鼻炎的预防和治疗策略提供新思路。1微塑料的来源微塑料来源广泛且多样，其主要分为两类：初级与次级微塑料［4］。初级微塑料指生产时即设计为微小尺寸的颗粒，常见于轮胎磨损颗粒、工业研磨剂及塑料树脂原料等；次级微塑料则源于较大塑料制品在环境中的物理化学降解过程，如塑料袋、保鲜膜等。Strokal等［5］研究发现全球河流每年输入海洋的塑料总量约为50万吨，不同地区塑料污染物的来源、构成存在差异，欧洲、北美洲和大洋洲流域的微塑料约40%来源于轮胎磨损颗粒，非洲与亚洲流域则以较大塑料制品在降解过程中产生的大于5mm的大塑料颗粒为主。2微塑料对人类健康的影响2.1微塑料进入人体的途径主要包括摄入、吸入和皮肤接触，其中前两者被认为是主要的暴露途径。（1）摄入：微塑料可以被海洋、淡水以及陆地生物摄入，通过食物链传递给人类。Cox等［6］对美国饮食中微塑料摄入量的评估结果显示，人均每年摄入约39000至52000个微塑料颗粒，食品加工、饮用水灌装是微塑料摄入的重要来源；（2）吸入：空气中粒径较小的微塑料可被吸入呼吸道，其中纳米级的颗粒能够穿透肺泡-毛细血管屏障从而对呼吸系统的健康构成严重威胁［7］；（3）皮肤接触：同摄入和吸入相比，皮肤接触虽然常被视为微塑料的次要暴露途径，但研究提示其渗透作用同样值得重视，例如含微塑料的个人护理产品和污染衣物等均可构成暴露来源［8］。2.2微塑料在人体的分布微塑料主要通过跨细胞转运在肠细胞中被吸收，其中较大的颗粒可能通过吞噬细胞摄取，通过血液循环运输到各个系统。目前已在多种人体生物样本中检测到微塑料的存在，包括粪便、痰液、血液、心脏、子宫、肝脏、肾脏和大脑等。Yan等［9］首次在人类粪便中检测到微塑料，并发现炎症性肠病患者粪便中的微塑料浓度显著高于健康人群，提示微塑料暴露可能与炎症性肠病的疾病进程相关。Huang等［10］在人类痰液中检测到21种不同类型的微塑料，以聚氨酯、聚酯和氯化聚乙烯为主。在循环系统研究中，有学者从接受心脏手术患者的心肌、周围组织及静脉血样本中检测到多种微塑料［11］。一项多中心前瞻性研究中接受颈动脉内膜剥脱术患者的颈动脉斑块中检测到聚乙烯和聚氯乙烯，并发现此类患者后续发生心肌梗死、中风和死亡的风险显著升高［12］。有研究在人类子宫内膜中检测到了微塑料，其化学成分与既往在痰液中发现的部分微塑料种类重合，尺寸分布范围为2～200μm［13］。Nihart等［14］研究证实人类肾脏、肝脏和大脑中存在微塑料，其中聚乙烯是主要成分，且其在脑组织中的含量高于肝脏及肾脏。2.3微塑料的协同毒性效应微塑料不仅自身具有毒性，而且具有疏水性，可以作为载体吸附环境中的增塑剂、抗生素、重金属和微生物等，放大其毒性效应，这种“载体效应”使得微塑料成为一个复杂的毒性传递媒介［15］。Hou等［16］研究发现，微塑料与悬铃木花粉过敏原蛋白相互作用形成的“蛋白质冠”复合物，对人肺腺癌细胞的损伤效应显著强于悬铃木花粉过敏原蛋白的单独作用。此外，有研究发现聚苯乙烯可以增强屋尘螨过敏原Derp1的致敏潜力，通过改变其构象、提高配体结合活性和增强聚集来促进IgE的结合能力，并加剧气道上皮屏障损伤［17］。3微塑料在过敏性鼻炎患者体内的水平Tuna等［18］通过研究过敏性鼻炎患者和健康人群的鼻腔冲洗液样本，得出过敏性鼻炎患者的鼻腔冲洗液中微塑料密度显著高于对照组的结论，证实了微塑料在过敏性鼻炎患者鼻腔中的存在。除此之外，Itmec等［19］研究了过敏性鼻炎患者和非过敏性鼻炎患者鼻腔冲洗液中微塑料的存在和密度，该研究发现无论是过敏性鼻炎组还是非过敏性鼻炎组鼻腔冲洗液中微塑料密度均显著高于对照组［鼻炎组平均（3.10±1.00）颗粒/ml，对照组平均（1.18±0.52）颗粒/ml，P<0.001］。4微塑料加剧过敏性鼻炎的核心机制微塑料作为一种环境污染物，其对过敏性鼻炎的影响涉及多种机制：破坏气道上皮屏障功能、扰乱免疫调节、激活炎症通路、改变微生物群落等。4.1气道上皮屏障功能破坏气道上皮细胞是呼吸道抵御外界有害物质的第一道防线，其完整的屏障功能对于维持呼吸道内环境稳态至关重要［20］。过敏性鼻炎患者的鼻腔上皮屏障功能常常受损，这使得过敏原更容易穿透鼻腔上皮并引发免疫反应。微塑料被认为是导致或加剧这种屏障功能障碍的重要环境因素。紧密连接是上皮细胞间形成屏障的关键结构，由多种蛋白组成［21］。研究发现过敏性鼻炎患者气道上皮细胞中紧密连接蛋白的转录表达水平显著降低，并与居住环境和二手烟暴露相关，这提示环境因素可能通过改变紧密连接蛋白导致气道上皮屏障缺陷［22］。一项小鼠模型的研究发现，聚乙烯与屋尘螨共同暴露可引起气道上皮屏障相关分子表达降低和通透性增加［23］。这些有关气道上皮屏障损伤的研究表明微塑料作为一种常见的环境污染物在过敏性疾病中的重要作用。4.2免疫系统调节与炎症反应4.2.1Th2细胞功能调控过敏性鼻炎的特征是Th2细胞介导的炎症反应，表现为IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子的升高和IgE的产生［24-25］。研究发现聚苯乙烯与屋尘螨共同暴露显著加剧了小鼠的过敏性哮喘，具体表现为IL-4、IL-13、IgE和嗜酸性粒细胞的升高［23］。除此之外，国外学者观察到Th2细胞辅助形成的2型极化记忆细胞在过敏性鼻炎与食物过敏患者中呈现富集现象，被认为是致病性过敏原特异性IgE的关键细胞来源，推测微塑料可能通过影响该细胞的活化促进过敏反应的发生发展［26］。4.2.2氧化应激与炎症小体激活微塑料能够诱导细胞产生氧化应激，这是炎症反应的重要启动因素，微塑料可导致脂质过氧化、DNA损伤、线粒体功能障碍和溶酶体缺陷，进而引发炎症和细胞凋亡［27］。鸡肺部炎症模型研究发现，聚苯乙烯能够通过内质网应激诱导NLRP3炎症小体激活，进而促进IL-1β和Caspase-1等炎症介质的释放，引发细胞焦亡［28］；而另一项基于小鼠过敏性鼻炎模型的研究中进一步揭示了NLRP3炎症小体在免疫调节和巨噬细胞焦亡过程中起到关键作用，发现IL-18通过此过程诱导Th2分化，同时NLRP3抑制剂MCC950能有效缓解过敏性鼻炎症状［29］；两项研究相互印证微塑料可能通过激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β和IL-18等细胞因子的释放，加剧Th2型炎症反应。4.2.3炎症信号通路的激活微塑料可通过激活特定的炎症信号通路来介导炎症反应。（1）EGFR/ERK通路：研究发现聚苯乙烯加剧屋尘螨诱导的过敏性气道炎症，其与EGFR/ERK通路激活有关，抑制EGFR/ERK通路可改善肺上皮屏障功能和气道炎症［30］；（2）TRPA1-p38MAPK通路：Han等［31］研究证实抑制TRPA1-p38MAPK通路可减轻微塑料引发的哮喘症状，这表明微塑料可能通过驱动此通路来增强氧化应激与炎症反应，进而提示该通路可能是微塑料诱导呼吸道过敏性炎症的潜在机制与治疗靶点；（3）CXCL1通路：Hu等［23］通过肺组织转录组学分析发现聚乙烯暴露与CXCL1信号传导和中性粒细胞激活相关，提示微塑料可能通过诱导趋化因子CXCL1的产生，促进中性粒细胞浸润，从而加剧气道炎症；（4）TLR通路：研究表明此通路中的基因间的相互作用及TLR2、CD14等基因遗传多态性与过敏性鼻炎的易感性相关［32］。研究发现TLR通路参与花粉诱导的过敏性炎症，微塑料作为外源性颗粒，可激活TLR通路，进而启动下游的炎症级联反应［33］。4.3微生物群落的改变微塑料可能影响呼吸道微生物群落的平衡，导致菌群失调。在Zha等［34］的研究中，36只小鼠被随机分配至微塑料组、纳米塑料组和阴性对照组，分别接受微塑料、纳米塑料和无菌生理盐水的鼻腔滴注，实验结果表明，微塑料与纳米塑料均可引起呼吸道菌群失衡，且微塑料的影响更为显著；该研究进一步发现多种呼吸道细菌与微塑料、纳米塑料暴露相关，鼻腔葡萄球菌和肺部罗氏菌与微塑料组关联最为显著，而普雷沃菌和Muribaculaceae菌则与纳米塑料组最为相关，这些菌属可能作为微塑料或纳米塑料诱导呼吸道菌群失调的潜在生物标志物。4.4表观遗传学改变环境暴露可导致DNA甲基化等表观遗传学改变，进而影响基因表达和疾病易感性。研究发现，鼻腔DNA甲基化在儿童过敏性疾病方面具有较强的预测能力［35］。此外，Sun等［33］通过生物信息学分析揭示了花粉季节与非花粉季节过敏性鼻炎患者甲基化驱动基因及其相关通路的差异，并识别出可能促进过敏性鼻炎向哮喘转化的关键CpG位点。尽管这些研究并未直接将微塑料与DNA甲基化联系起来，但推测微塑料有可能通过诱导类似的表观遗传学改变，从而影响过敏性鼻炎的发生发展和疾病进程。5小结与展望微塑料作为一种环境污染物，其对人类健康的潜在影响已引起广泛关注。当前研究表明，微塑料暴露可能通过破坏气道上皮屏障、诱导Th2型免疫应答、激活氧化应激及炎症小体等机制，影响过敏性鼻炎的病程进展。未来需要进一步开展更多大样本、多中心的流行病学研究，深入探讨微塑料暴露水平与发病风险之间的关联，并对具体分子机制进行探究，进而为过敏性鼻炎的预防管控与靶向治疗提供科学依据。参考文献[1]ZhaoB，RehatiP，YangZ，etal.Thepotentialtoxicityofmicroplasticsonhumanhealth［J］.SciTotalEnviron，2024，912：168946.DOI：10.1016/j.scitotenv.2023.168946.[2]叶茂鑫，刘传合，谷庆隆.过敏性鼻炎患儿发生支气管哮喘的危险因素［J］.国际儿科学杂志，2021，48（4）：217-221.DOI：10.3760/cma.j.issn.1673-4408.2021.04.001.[3]YuY，MoWY，LuukkonenT.Adsorptionbehaviourandinteractionoforganicmicropollutantswithnanoandmicroplastics-areview［J］.SciTotalEnviron，2021，797：149140.DOI：10.1016/j.scitotenv.2021.149140.[4]DengX，GuiY，ZhaoL.Themicro（nano）plasticsperspective：exploringcancerdevelopmentandtherapy［J］.MolCancer，2025，24（1）：30.DOI：10.1186/s12943-025-02230-z.[5]StrokalM，VriendP，BakMP，etal.Riverexportofmacro-andmicroplasticstoseasbysourcesworldwide［J］.NatCommun，2023，14（1）：4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