警惕！我国科学家在卵泡液、精液中发现微塑料，受精率下降三成

浙江大学医学院邵逸夫医院研究团队在《科学·总环境》杂志发表的最新研究成果，首次在人类卵泡液和精液中检测到聚乙烯和聚氯乙烯纳米塑料颗粒。这项针对51对接受辅助生殖治疗夫妇的研究显示,纳米塑料浓度升高与受精率下降30%以上存在显著关联,精子活力也出现明显降低。这一发现为塑料污染对人类生殖健康的潜在威胁提供了首个直接证据。

研究团队由童晓嵋副主任医师、张松英教授和蒋凌英副主任医师领衔,通过改良热解气相色谱-质谱联用技术突破了纳米级塑料颗粒的检测瓶颈。传统光谱方法受光学衍射极限限制,难以识别纳米尺度的塑料颗粒,而常规热解分析无法区分微塑料与纳米塑料。研究人员优化了样本预处理流程——通过离心去除血细胞和精子,使用1微米钢网过滤排除外源污染,结合液液萃取技术,最终实现对纳克级纳米塑料的精准定量。

生殖体液中的塑料负荷

检测结果显示,所有卵泡液样本均检出聚乙烯和聚氯乙烯纳米颗粒,平均浓度分别达到每克1.21微克和1.85微克。精液中的污染程度更为严重,聚乙烯浓度高达每克3.02微克,是卵泡液的2.5倍,聚氯乙烯浓度为每克2.67微克。精液样本中聚乙烯检出率为100%,聚氯乙烯检出率达98%。

值得注意的是,同一对夫妇的卵泡液与精液中纳米塑料浓度仅呈现弱相关性,相关系数在0.124至0.256之间。这一数据表明,个体生活习惯对纳米塑料暴露水平的影响超过共同居住环境因素。研究团队推测,饮食方式、个人护理产品使用、职业接触等个体化因素可能是导致体内纳米塑料累积的主要途径。

塑料类型的分布也呈现明显差异。卵泡液中聚氯乙烯占总纳米塑料的60%,聚乙烯占40%;而精液中两类塑料的比例基本相当。这种差异可能反映了男性和女性在塑料制品接触模式上的不同,也可能与不同组织对特定类型塑料颗粒的吸附或代谢能力有关。

生殖功能的双重损伤

研究团队将受试者按照纳米塑料浓度分为三组,系统分析了污染水平与生殖指标的关联。对于女性而言,尽管高浓度纳米塑料未显著影响卵巢储备功能指标如抗苗勒氏管激素和促卵泡激素水平,但最高浓度组的雌二醇水平比最低浓度组降低27%,这一差异具有统计学意义。雌二醇由卵泡颗粒细胞分泌,其水平下降提示纳米塑料可能干扰了颗粒细胞的正常功能。

更令人担忧的是纳米塑料对受精过程的直接影响。中等浓度和高浓度聚乙烯组的受精率分别下降38%和32%,聚氯乙烯同样导致受精率下降34%和33%。这种剂量依赖性的负面效应表明,纳米塑料可能通过多种机制干扰精卵识别、结合或早期胚胎发育过程。

男性生殖系统同样未能幸免。精液中聚氯乙烯浓度与精子活力呈显著负相关,趋势检验的P值为0.044。虽然聚乙烯浓度与精子密度、DNA碎片率的关联未达到统计学显著性,但数据趋势提示存在潜在影响。已有动物实验证实,纳米塑料可诱导睾丸组织氧化应激反应,干扰线粒体能量代谢,最终导致精子质量下降甚至不育。

图1. 卵泡液与精液中纳米塑料的分布及含量 (A) 51例卵泡液与精液样本中各类纳米塑料浓度。散点代表单样本浓度，组间比较采用双样本t检验（*p<0.001；p<0.01）。 (B) 不同类型纳米塑料占总浓度的比例。 (C) 51例卵泡液与精液样本的纳米塑料检出率。 （FFPE：卵泡液聚乙烯；FFPVC：卵泡液聚氯乙烯；SPPE：精液聚乙烯；SPPVC：精液聚氯乙烯；SPPP：精液聚丙烯）

研究人员特别关注了体外受精过程中的多个关键节点。单个卵母细胞的利用率分析显示,纳米塑料浓度升高影响了成熟率、正常受精率和可用胚胎率。在常规体外受精程序中,这种负面效应更加明显。然而,囊胚培养率、囊胚形成率以及优质胚胎率未出现显著变化,提示纳米塑料的毒性作用主要集中在受精及早期卵裂阶段。

临床结局的复杂图景

出人意料的是,尽管纳米塑料显著降低了受精率,研究并未发现其与胚胎植入率或临床妊娠率存在明显关联。采用广义线性混合模型进行的多因素分析证实了这一结果。研究团队认为,这可能与研究对象的特殊性有关——所有参与者均因输卵管因素接受辅助生殖治疗,其他生育指标基本正常,且通过严格筛选排除了可能影响妊娠结局的混杂因素。

此外,辅助生殖技术本身的干预效应可能部分掩盖了纳米塑料的长期影响。体外受精过程中,胚胎学家会选择发育潜力最佳的胚胎进行移植,这种人工筛选可能在一定程度上补偿了纳米塑料造成的质量下降。但这并不意味着纳米塑料的生殖毒性可以忽视,自然受孕人群可能面临更大风险。

图2. 51个IVF周期指标分析 (A-F) 单卵母细胞利用率：成熟率(A)、正常受精率(B)、可用胚胎率(C)、优质胚胎率(D)、囊胚培养率(E)、囊胚形成率(F)。 (G-I) 常规IVF指标：正常受精率(G)、可用胚胎率(H)、优质胚胎率(I)。 （T2/T3组与T1组比较：*p<0.017；**p<0.003）
研究还观察到,纳米塑料浓度与胚胎种植失败率之间存在统计学上的边缘显著性。考虑到样本量限制和随访时间等因素,纳米塑料对妊娠维持、流产风险以及子代健康的潜在影响仍需要更大规模、更长周期的队列研究来阐明。

全球塑料危机的缩影

这项研究的背景是日益严峻的全球塑料污染形势。世界塑料年产量已接近3.9亿吨,但回收率不足10%,大量废弃塑料在环境中降解为微塑料和纳米塑料。微塑料定义为粒径小于5毫米的塑料颗粒,而纳米塑料粒径小于1微米。相比微塑料,纳米塑料因其极小的体积和巨大的比表面积,具有更强的穿透细胞屏障能力,可以吸附并运载各类有毒化学物质。

图3. 纳米塑料浓度与临床结局的关联 采用广义线性混合模型分析，点代表调整后平均比例，线段为95%置信区间。趋势p值以三分位组中位浓度为连续变量计算。（*p<0.05）

此前研究已在人体肾脏、肝脏、肺部、血液甚至胎盘中检测到微塑料和纳米塑料的存在。动物实验显示,纳米塑料暴露会引发肠道屏障破坏、神经系统损伤、免疫功能紊乱,甚至可能产生跨代毒性效应。但由于检测技术的限制,纳米塑料对人类健康尤其是生殖健康的具体影响一直缺乏直接证据。

研究团队在论文中强调,需要建立标准化的纳米塑料检测体系,深入研究其生殖毒性的分子机制,包括氧化应激、内分泌干扰、表观遗传修饰等多个层面。同时,这项研究为食品包装、医疗器械等行业的塑料管控政策提供了科学依据,呼吁从源头减少塑料使用,开发可降解替代材料。

值得一提的是,研究团队在技术验证环节进行了严格的质量控制。空白对照实验和医疗器械成分分析证实,检出的纳米塑料确实源自人体内部累积,而非实验过程中的外源污染。这一技术突破为后续大规模流行病学调查和风险评估奠定了基础。

这项研究为人类生殖健康敲响了警钟。纳米塑料在生殖细胞中的普遍存在及其对受精过程的显著影响,提示我们必须重新审视塑料时代的代价。虽然目前尚无法确定安全阈值,但减少塑料制品使用、避免塑料食品容器加热、选择天然材质产品等措施,或许是个体层面可以采取的防护手段。