微塑料通常指尺寸不超过5 mm的塑料颗粒，可分为直接作为微粒生产的初级微塑料和经过大塑料破碎而来的次级微塑料^[1]。近年来，随着塑料制品的广泛应用，微塑料污染已成为全球关注的重要环境问题。越来越多的研究在人类食物、水乃至人体组织中检测到了微塑料的存在^[2]，加剧了公众对微塑料健康威胁的担忧。尽管关于微塑料对海洋生物的毒性影响已有大量报道，对于哺乳动物的影响研究也日益增多，但目前关于微塑料暴露与人类疾病关系的直接证据仍不足，导致微塑料毒性的认识存在争议。先前研究表明，微塑料的毒性主要取决于其浓度和尺寸^[3,4]，然而，相当一部分研究发现微塑料的暴露对哺乳动物并不具有显著的毒性。

近日，西北大学生命科学学院严兴荣副教授团队在Journal of Hazardous Materials（中科院一区Top，IF 12.2）期刊上发表了题为“Size-dependent internalization of polystyrene microplastics as a key factor in macrophages and systemic toxicity”的研究论文^[5]，该研究系统地阐述了微塑料尺寸差异引起的内化剂量变化是影响其毒性的关键因素。

研究团队首先评估了聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对巨噬细胞吞噬作用的影响。结果显示，无论是原代腹腔巨噬细胞还是RAW 264.7细胞系，0.5μm PS-MPs比5μm PS-MPs更容易被吞噬，且原代腹腔巨噬细胞表现出更高的吞噬活性。不同大小的PS-MPs对巨噬细胞产生了不同的干扰，包括降低细胞活力、诱导氧化应激和凋亡，并促使M1巨噬细胞基因表达上升。体外实验表明，较小尺寸的PS-MPs由于更多地被吞噬而显示出更强的毒性；较大尺寸的PS-MPs虽然吞噬量较少，但由于它们占据细胞正常的生理空间，同样影响了细胞功能并表现出剧烈的毒性。此外，使用未标记荧光的原始PS-MPs作为对照验证了商用荧光标记聚苯乙烯微球不会产生额外毒性。

进一步地，研究团队通过灌胃和尾静脉注射两种方式将小鼠暴露于两种尺寸的PS-MPs，并分析其在肝脏、肾脏、脾脏、卵巢等器官中的累积情况及生理效应。急性暴露实验显示，0.5 μm PS-MPs相比5 μm PS-MPs更易被吸收入血液循环，并转移至肝脏和肾脏进行累积。尾静脉注射PS-MPs达到了更高的血液浓度，并能够转移到脾脏和卵巢。28天的亚急性暴露实验发现，PS-MPs引起了小鼠体重增长放缓以及食物消耗减少的现象，其中0.5 μm PS-MPs在肝、肾和卵巢中的积累量明显高于5μm PS-MPs，同时引发了更显著的氧化应激反应。体内数据进一步证实了微塑料尺寸对生物体吸收效率和毒性效应的关键作用，表明小尺寸微塑料由于更高的吸收率导致更高的血液浓度，从而造成更多的器官内累积和更强的毒性表现。

微塑料毒性受成分、尺寸、浓度、形状、表面修饰和电荷等多种因素影响^[6]，本研究从尺寸的角度揭示了生物体对微塑料的尺寸吸收效应，探讨了由此造成的实际暴露浓度差异如何影响微塑料的毒性。这些发现为理解微塑料污染在生物体内的吸收、转移机制以及毒性作用提供了详尽的信息。

西北大学为该论文的第一和通讯单位。特别感谢西北大学生态毒理学研究所史志诚教授在研究设计、论文审阅过程中提供的支持和指导，感谢西北大学医学院高明清教授、西北大学生命科学学院龚平原教授、西北大学生命科学学院尉亚辉教授在研究设计、实验执行和论文修订过程中提供的指导。本研究受到国家自然科学基金以及陕西省重点研发计划的资助。

[1] Arthur, C., Baker, J., & Bamford, H. (2008). In Proceedings of the international research workshop on the occurrence, effects and fate of microplastic marine debris, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris. NOAA Technical Memorandum. Tacoma, Washington.

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