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議題背景：

今（2022）年6月27日正式在《環境污染》（Environmental Pollution）期刊出版一篇研究，來自英國斯特靈大學 (University of Stirling)的研究團隊，分析外表有套膜的噬菌體（Phi6）以及最外層是蛋白質而沒有套膜的輪狀病毒（SA11），在加入塑膠微粒的湖水、過濾的湖水，與加入培養液的湖水等不同水中病毒和噬菌體的量。作者指出，研究發現比起沒有套膜的輪狀病毒，有套膜的噬菌體在有較多塑膠微粒的水中偵測到的量較低，而從塑膠微粒上可以回收到病毒，可能顯示了水被塑膠微粒污染後額外的潛在公共衛生風險。

為了避免研究塑膠微粒的內容和結果被誤解，台灣科技媒體中心特邀專家解析此篇研究並評論。

研究原文：

專家怎麼說：

2022年07月01日
國立臺灣海洋大學海洋生物研究所助理教授 何攖寧

1. 這篇研究為什麼重要？
塑膠微粒的研究近幾年逐漸受到重視，塑膠生物圈上的抗藥性基因可能造成的公共衛生問題，也受到了相關研究學者的關注。過去的許多研究對於水體中的塑膠微粒會增加病毒附著的機會有相關的推論，但始終沒有直接的完整論證。過去我的研究團隊在台灣的東北角海岸收集海水中塑膠碎片時，發現塑膠碎片上面確實會檢測到病毒的序列。
這篇實驗的重要性在於，以實驗室建立模擬的系統，驗證帶有生物膜的塑膠微粒會使輪狀病毒（SAR11）和噬菌體，比起在水中，數量和活性隨著時間下降的程度較慢。作者使用溶菌斑實驗（Plaque Assay），發現兩天後在塑膠微粒上之輪狀病毒和噬菌體的量和活性仍檢測得到。這篇研究與過往其他研究不同的亮點是，除了量測塑膠微粒上的病毒基因訊息外，還測量病毒的活性，因此可幫助我們了解病毒附著在塑膠微粒上，究竟還有沒有傳染的活性。研究結果發現，若水體中有較充足營養時，輪狀病毒的數量與活性存留時間較長，下降較慢。作者推論，可能在水體養分充足時會更容易形成生物膜，而減緩輪狀病毒的量和活性隨時間衰退的情況。

2. 這篇研究有哪些推論的研究限制？有哪些是尚待後續研究才能證實的？
首先，這篇研究是在實驗室裡面做的，使用的是封閉的水系統，而野外的水是開放的系統，在野外會影響水中塑膠微粒的因素，相對比實驗室更多，結果可能會不同。此外，此研究的研究時間僅兩天，兩天之後對於輪狀病毒和噬菌體的量和活性衰退的情形就無從而知，無法得知病毒可存在時間。第二，作者對於病毒有無套膜（envelope）進行了相關的推論，然而研究使用的沒有套膜輪狀病毒和有套膜的噬菌體兩種實驗對象，雖然基因體樣式（雙股RNA）與大小相似，但兩者的宿主不同，輪狀病毒主要的宿主是動物，而噬菌體的宿主則是細菌。若能使用同一種宿主的病毒來比較，會更合適用來評估病毒套膜對於存活的影響。後續仍需要更多研究證實種類更相近的病毒之間，有、無套模是否真的會影響在塑膠微粒上的量和活性。

3. 根據研究的證據，您建議一般大眾如何看待「可從水中的塑膠微粒收集到病毒」所代表的意思？
在自然水體沒有塑膠微粒的情況下，其實病毒下降速度很快，沒有宿主的狀態很快就會下降到很低的程度，然而即使有塑膠微粒，大部分的病毒量活性仍然會隨著時間下降。雖然研究發現水中帶有生物膜的塑膠微粒與碎片，或許會讓病毒依附在生物膜上，使得隨時間下降的程度較小，而有機會存留久一點，但實際野外的水會受到很多因素影響，例如流動、營養程度、天氣造成的水量和溫度變化等，還需要研究才能更了解野外的水中，塑膠微粒對病毒留存的實際影響。透過此研究推測在野外的水中，例如湖水中營養程度較高的情況下（如優養化等可能狀況），可能會造成沒有套膜的輪狀病毒比起在一般的水體留存較久一點，還需要進一步的驗證。另一點要注意的是水中的塑膠微粒若有噬菌體或病毒附著，細菌與病毒有交互作用，會增加抗藥性基因在細菌中傳播的可能性，使得帶有抗藥性基因的細菌種類上升，造成生物接觸到抗藥性微生物的機率增加，需要研究持續的關注和監測。

除了人類病原菌的傳播以外，國際也逐漸關注海洋中的塑膠廢棄物與塑膠生物圈對於海洋生物的行為影響與疾病傳播，唯有降低海洋塑膠廢棄物的累積以及加快海洋塑膠垃圾去除，才能真正享有乾淨且安全的海洋環境。

2022年07月01日
義大醫院醫學研究部微生物及病毒實驗室助理研究員 陳榮盛

塑膠微粒的危害是非常重要的議題，大多數研究都著重在塑膠微粒對於海洋生物的影響、污染情況或其透過食物鏈傳播導致人類健康上的議題為主。近幾年，在「One Health；健康一體」的概念下，傳染病對於人類健康危害的重要性再次被重視，尤其正當全世界COVID-19大流行下，更加重視病原體在環境中、動物、植物及人類間傳播的問題。病毒非常特別，它需要有良好的宿主或寄生環境，因此，在水體環境中，生物膜（Biofilm）是它可以相對穩定或降低失活速率的環境。近幾年來，塑膠微粒上被發現有微生物菌落的存在，甚至有人類相關病原體（主要以細菌類為主），顯示塑膠微粒可能是除了本身的危害外，更可能是病原體傳播的路徑之一。

1. 這篇研究為什麼重要？
該研究用實驗室方法，證實病毒可存活在塑膠微粒的生物膜上，且顯示有、無套膜的病毒，附著在生物膜的效果有差異，對於未來研究塑膠微粒上的病毒交互作用，提供一個可參考的背景，但最重要的是該研究提醒了塑膠微粒除了可能傳播細菌類病原體，更可能作為病毒傳播的途徑之一。

2. 這篇研究有哪些推論的研究限制？有哪些是尚待後續研究才能證實的？
該研究使用實驗室的方法，在實際環境中的塑膠微粒是否會有一樣的病毒存活量，仍必須進一步用實際的環境研究來證實。此外，該塑膠微粒的生物膜是在研究作者所屬學校的湖泊中生成，與其他國家或環境上的差異，在該篇文章尚未有完整的闡述，因細菌與病毒間的交互作用也是非常重要的，會影響到病毒的存活率，也會影響病毒傳播與感染性等。

3. 根據研究的證據，您建議一般大眾如何看待「可從水中的塑膠微粒收集到病毒」所代表的意思？
當然目前該研究為實驗室模擬之成果，但塑膠微粒上有其他細菌類病原體存在已經被證實，因此是值得關注的議題。不過，也無須過於恐慌，因塑膠微粒體積小，所以上面病原體數量也是有限的，除非水體中的塑膠微粒量非常高，否則感染性仍相對偏低。
但目前塑膠微粒的危害主要來自於大家對於塑膠產品的一次性使用率太高，且對於其危害的警覺心太低，導致大量塑膠垃圾可能被無管理的丟棄在環境中，導致環境水體或海洋累積塑膠產品，經過陽光或水環境中化學物質的分解，變成塑膠微粒，導致現有水環境中常見塑膠微粒。
早期僅認為塑膠微粒會透過食物鏈導致人體健康受到影響，而近幾年研究指出塑膠微粒可能變成病原體的傳播路徑，而且這種傳播將變成難以防範。因此，對於一般大眾來說，降低塑膠污染也是可以降低病原體傳播的方式之一。在SDGs的概念下，該議題屬於第3、6、12、13、14、15項次的綜述議題，值得一般大眾關心。