水中有塑膠微粒讓病毒容易留存? 專家:還需考量水流動性、優養化等因素

發稿單位:台灣科技媒體中心

發稿時間:2022年07月11日

最新研究在實驗室中發現,外表結構沒有套膜的病毒在水中有塑膠微粒時,存留時間較長,顯示了水中塑膠微粒污染的潛在公共衛生風險。台灣科技媒體中心特邀專家解析此篇研究,專家指出,研究顯示病毒可存活在塑膠微粒的生物膜上,但需要研究持續的關注和監測才能知道野外環境的水中,病毒是否也會留存並傳播。台灣科技媒體中心提醒,塑膠微粒已經引起環境污染的問題,但目前塑膠微粒可能影響健康的證據都是間接來自實驗動物,即便是觀察到人體血液樣本中塑膠微粒的研究也尚未評估對人體內的影響。

今(2022)年6月27日《環境污染》(Environmental Pollution)期刊發表了一篇來自英國斯特靈大學 (University of Stirling)的研究,研究人員在實驗室中的湖水樣本中加入塑膠微粒,再分析噬菌體(Phi6)以及輪狀病毒(SA11)的數量與活性。

國立臺灣海洋大學海洋生物研究所助理教授何攖寧說,先前自己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。何攖寧指出,過去的許多研究,對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,而這篇刊登於《環境污染》期刊的研究以實驗來證實。

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表示,此研究證實病毒可存活在塑膠微粒的生物膜上,且顯示病毒外表有套膜與否,會影響它附著在生物膜的效果;這份研究提供了可參考的背景,有助於科學界在未來能研究塑膠微粒上的病毒交互作用,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。

何攖寧指出這篇研究與過往研究不同的亮點是,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,研究作者使用溶菌斑實驗,結果發現水裡加入塑膠微粒和培養液,兩天後仍可測得到輪狀病毒和噬菌體的活性。何攖寧說明,此研究重要性在於以實驗室建立模擬的系統,驗證了水中有較充足營養時,輪狀病毒的數量與活性存留時間較長。何攖寧提到,依此研究結果推測,比起在一般水中,沒有套膜的輪狀病毒,可能會在營養程度較高或優養化的野外湖水中,留存較久,但這樣的推測還需要後續實驗來佐證。

陳榮盛提醒,此研究中塑膠微粒的生物膜是在研究作者所屬學校的湖泊中生成,但這篇研究沒有清楚說明,這個環境和其他不同國家的不同環境,有何差異。因細菌與病毒間的交互作用也是非常重要的,不同環境的細菌會影響到病毒的存活率,也會影響病毒傳播與感染性等。何攖寧認為另一點要注意的是,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。

何攖寧表示,在自然水體沒有塑膠微粒的情況下,其實沒有宿主,病毒的量和活性下降速度都很快,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。他強調,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,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,和這篇研究在實驗室中使用的封閉水系統不同,無法得知野外水中的塑膠微粒對病毒留存的實際影響。他也提醒,此研究的研究時間僅兩天,兩天之後,就無從得知輪狀病毒和噬菌體的量和活性衰退的情形,以及病毒可存活的時間。

何攖寧指出,該研究中使用的輪狀病毒和噬菌體,這兩種病毒雖然基因體樣式與大小相似,但宿主不同,輪狀病毒主要的宿主是動物,而噬菌體的宿主則是細菌。何攖寧認為,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。他也強調,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。

至於該如何看待「可從水中的塑膠微粒收集到病毒」的可能影響,陳榮盛認為因塑膠微粒體積小,所以上面病原體數量有限,除非水體中的塑膠微粒量非常高,否則感染性仍相對偏低。但陳榮盛也強調,目前塑膠微粒的危害主要來自於塑膠產品的一次性使用率太高,且大家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,使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分解而變成塑膠微粒。

陳榮盛表示,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,降低塑膠污染也是降低病原體傳播的方式之一。

文獻來源:

Moresco, V., Charatzidou, A., Oliver, D. M., Weidmann, M., Matallana-Surget, S., and Quilliam, R. S. (2022). "Binding, recovery, and infectiousness of enveloped and non-enveloped viruses associated with plastic pollution in surface water". Environmental Pollution, 119594. 

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