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議題背景：
國立成功大學與嘉義大學團隊的最新研究指出，奈米塑膠顆粒可能干擾腸道菌與小鼠腸道細胞之間的訊號傳遞，影響小鼠的腸道健康。
6月10日晚間11點發表於國際期刊《自然通訊》（Nature Communications）的這篇研究，使用尺寸為100奈米的聚苯乙烯（PS）塑膠顆粒，每次餵食實驗小鼠含有大約400億顆奈米塑膠的懸浮液，每周四次、連續12周，並且評估小鼠腸道組織抵擋外來細菌、毒素或其他有害物質的物理屏障功能。研究發現被餵食奈米塑膠的小鼠，腸道細胞之間的空隙或連接比較鬆，更容易被穿透。研究也分析這些小鼠糞便中的細菌種類，發現菌群失去原本的平衡，增加或減少了特定種類的細菌。
這些結果提出一個奈米塑膠有可能損害腸道健康的機制，是改變腸道細胞和細菌之間的交互作用，干擾腸道菌並損害腸道的屏障。研究顯示有必要進一步研究奈米塑膠對健康的可能傷害，但也顯示在這篇研究中的實驗條件下，奈米塑膠可能不是造成急性的全身毒性，而是干擾腸道本身的環境和細菌與腸道的互動。
台灣科技媒體中心邀請研究毒理學、腸道微生物等領域的專家解析研究的意義，以及我們可以怎麼看待奈米塑膠與腸道健康的關係。
奈米塑膠是什麼：
- 這篇研究中的奈米塑膠，是指尺寸100奈米的塑膠顆粒。
- 根據美國食品藥物管理局（FDA）的說明，奈米塑膠通常指的是小於1微米（1,000奈米）的顆粒，但目前微塑膠或奈米塑膠的尺寸沒有標準的定義。
- 僅供參考，100奈米的奈米塑膠，尺寸約為人類頭髮寬度的七百分之一。
研究原文：
Hsu, W.-H. et al. Polystyrene nanoplastics disrupt the intestinal microenvironment by altering bacteria-host interactions through extracellular vesicle-delivered microRNAs. Nature Communications. 16, 5026 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59884-y
專家怎麼說？
國立中山大學學士後醫學系助理教授 劉勃佑
這篇由成功大學與嘉義大學合作的研究發現，長期暴露於奈米塑膠微粒會損害小鼠的腸道健康，不僅使腸壁變得脆弱，還會破壞腸道微生物生態的平衡。奈米塑膠微粒因體積極小，能穿透細胞，促使細胞釋放調控腸道緊密連接蛋白的訊號分子，進而增加腸道通透性。腸道通透性改變，又稱為「腸漏症」（leaky gut），是腸道微環境破壞後，使細菌或細菌誘發的發炎反應物質進入血液循環的途徑之一。疾病發生與腸道微生物失衡等皆與腸漏密切相關，且可能互為因果。
本研究以聚苯乙烯奈米塑膠（polystyrene nanoparticle）為實驗材料，這種材質是常見免洗餐具與保麗龍的原料，也是日常生活中最容易接觸到的塑膠成分之一，因此研究結果對於使用聚苯乙烯製品的安全與健康風險提供了重要警示。
研究發現，塑膠微粒對小鼠的腸道組織與腸道微生物生態有顯著影響。不過民眾不必過度恐慌，因為研究中使用的是連續高劑量暴露的細胞與動物實驗，反映的是高強度與急性危害，這與一般人日常接觸的劑量仍有差距。但長期、慢性暴露的潛在風險值得關注。雖然無法完全避免現代生活中的塑膠製品，但我們可以從日常減塑行動著手，降低暴露風險。
研究中以螢光標記的奈米塑膠微粒灌食小鼠，模擬暴露到塑膠微粒的情境，發現糞便中的微生物細胞內可偵測到塑膠螢光訊號，並觀察到塑膠微粒改變宿主腸道細胞與微生物之間的訊息溝通，進而影響特定菌群的生長（例如抑制乳酸菌等腸道益生菌），形成惡性循環。然而，對於人類健康風險的推論仍需謹慎，需仰賴更多臨床與流行病學長期研究，深入探討塑膠微粒的種類、暴露來源、暴露劑量、接觸對象與暴露時間等因素的交互影響。這篇研究檢測糞便中及細菌細胞內塑膠微粒殘留的技術，是一個值得注意的創新方法，未來有潛力應用於流行病學研究中，評估人體實際暴露到塑膠微粒的情況。
利益聲明：無利益相關
國立中央大學生命科學系副教授／環境生醫科技中心主任 羅月霞
Q1：這篇研究為什麼重要？它能如何幫助未來研究評估奈米塑膠對人類健康的影響？
這篇研究首次證實聚苯乙烯（PS）奈米塑膠會影響小鼠腸道細胞（杯狀細胞）產生的外泌體，促進瘤胃菌科的細菌生長，同時毛螺菌科的細菌會攝取奈米塑膠並分泌胞外囊泡，抑制腸道分泌黏液。這些變化導致小鼠腸道上皮細胞的緊密連接蛋白減少，增加腸道的通透性。這篇研究指出的作用機制，為奈米塑膠影響腸道健康提供重要線索，研究發現的生物指標也可能作為腸道暴露到奈米塑膠的評估指標。
Q2：您建議一般公眾應該如何看待研究的結果？我們需要擔心奈米塑膠微粒會傷害腸道的功能嗎？需要改變飲食嗎？
目前尚無充分證據顯示日常攝入的奈米塑膠微粒會造成腸道健康的明顯危害。這篇研究使用高劑量暴露模式，遠高於一般人日常暴露量。民眾無須過度憂慮或立即改變飲食。
Q3：這篇研究有哪些推論上的限制？是我們需要謹慎看待的？
研究提供了重要的生物學機制，但不應解讀為對人類的立即健康威脅。在解讀結果時，需留意以下限制：
- 高暴露劑量問題：細胞實驗需每毫升10萬顆奈米塑膠劑量才見到短期的立即影響，12周的動物實驗，暴露量10的12次方（一兆）顆的奈米塑膠，應也遠超人類日常暴露量，不能直接推論對人類的影響。
- 實驗動物的物種差異：小鼠模型無法完全代表人類腸道生理反應，不同物種對奈米塑膠的敏感度與代謝可能不盡相同。
- 對應到人體的暴露量評估不足：人體每日飲食攝入的塑膠微粒數量可能有數百顆，但其中奈米塑膠的比例未知，缺乏足夠的實驗數據與體內分布的模型，尚難以準確評估人體內的奈米塑膠蓄積或分布情形。
- 材質單一性：該研究僅限於100奈米大小的聚苯乙烯塑膠，尚無法推論其他材質的奈米塑膠是否具有相同風險。
Q4：若要進一步確認奈米塑膠對人腸道、腸道菌的實際健康風險，最迫切需要進行哪些研究？
未來研究應聚焦以下方向：
- 發展高靈敏度偵測技術：建立能夠從人體檢體中辨識與定量奈米塑膠的分析方法，是評估暴露與健康風險的首要工作。
- 進行流行病學研究：不同族群暴露到奈米塑膠的反應，分析其與腸道菌相、免疫反應、腸道功能異常等指標的關聯。
- 建構實際暴露劑量模型：使用動物或人類腸道類器官，模擬日常低劑量、長期暴露的情境，追蹤體內分布與代謝途徑。
- 塑膠材質比較研究：探討不同類型塑膠對腸道的影響，全面評估奈米塑膠材質對健康風險的影響。
鑑於目前檢測奈米塑膠微粒的技術限制，以及動物模型在推論人類健康風險上的不確定性，未來仍需持續投入相關研究，以更準確地評估奈米塑膠對人體長期健康的潛在影響。
利益聲明：無利益相關
國立中山醫學大學學士後醫學系助理教授 李昇翰
這篇研究的重要性在於，提出奈米塑膠微粒會藉由改變小鼠體內腸道共生菌叢的交互作用，進而影響腸道健康，而推測這種發生在小鼠模式中的機制也可能發生在人體中。此外，研究也發現一些特別的腸道菌與奈米塑膠微粒引發的腸道功能異常有關（例如腸道黏液分泌減少），可應用於後續的人類研究中探討奈米塑膠微粒與腸道菌、腸道功能三者間的交互作用。
不過，這篇的研究成果是細胞與分子層次（如：基因和蛋白質表現）的變化，發現強制攝食12週奈米塑膠微粒的小鼠，除了腸道黏液分泌減少外，並無其他明顯的腸道病理徵兆。這篇研究的成果顯示奈米塑膠微粒應不會造成立即性和顯而易見的腸道損傷，但相反地，奈米塑膠微粒可能會緩慢且持續性的干擾腸道環境的正常生理功能。值得更多的研究者繼續深入探討和驗證若人類長期處於這種環境壓力下，是否會對我們的腸道和其他器官健康產生影響。
綜觀上述的評析以及考量到公眾對於風險的感知程度不同，我們不需要因為日常生活的塑膠微粒而過度焦慮，而是一方面持續關注塑膠微粒的健康風險科學證據，另一方面也可嘗試以不干擾日常生活作息的前提下，減少生活中潛在的塑膠微粒暴露，例如以非塑膠材質的容器和包材來承裝熱食和飲品等。畢竟決定一個物質的有毒與否的關鍵之一在於暴露濃度或劑量。
台北醫學大學醫學資訊研究所教授 吳育瑋
過往許多研究指出塑膠微粒對環境會造成傷害，或可能影響人體 [1,2]。然而這些塑膠微粒實際上如何對人體造成影響，還不是很清楚。這篇由成功大學以及嘉義大學的研究人員合作發表的研究運用實驗小鼠，指出聚苯乙烯（PS）的塑膠微粒（這篇研究的樣本是比一般塑膠微粒更小的奈米顆粒）會影響到腸道菌的平衡，並造成腸漏現象（leaky gut）。由於腸道菌失衡與腸漏現象已知與自體免疫疾病（如類風濕性關節炎或多發性硬化症）的產生或體內發炎現象有關 [3]，這篇研究顯示塑膠微粒有可能會透過影響腸道，對健康造成傷害。
我認為這篇研究相當重要的突破主要是在以下三點。
第一、 發現小鼠的腸道細胞會在塑膠微粒的刺激下，大量產出微小核醣核酸（microRNA），影響腸道上皮細胞的基因表現而造成腸漏（leaky gut）。
第二、 小鼠腸道內的毛螺菌科（Lachnospiraceae）細菌會大量攝食塑膠微粒，並分泌出細胞外囊泡（extracellular vesicle）影響腸道上皮細胞的黏液分泌，更進一步造成腸漏現象。
第三、 小鼠腸道細胞也會在塑膠微粒的刺激下分泌大量的細胞外囊泡，促進腸道內瘤胃菌科（Ruminococcaceae）細菌的大量繁殖，造成腸道細菌的失衡現象。
整體來說，這篇研究的亮點在於，在小鼠身上確認塑膠微粒不但會影響到上皮細胞保護腸道的作用，還會影響腸道細菌的平衡，更進一步對腸道的保護機制造成傷害。
至於塑膠微粒對人體的傷害是否能夠預防呢？坦白說，不太容易。我們生活周邊太多塑膠製品，要完全避免相當困難。除此之外塑膠製品還可分為相當多種，包括聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS），以及聚氯乙烯（PVC）等等。每種塑膠造成的傷害有可能也會不太一樣。比如說這篇研究就是鎖定聚苯乙烯產出的塑膠奈米微粒進行的。除此之外不同大小的塑膠微粒造成的影響也不一定相同。比如說本篇研究的標的是奈米等級的微粒；但比奈米再大一點的微粒是否也會影響到類似的細胞外囊泡以及微小核醣核酸則有待後續驗證。
另一方面，使用塑膠食器與是否釋放出塑膠微粒是不太一樣的兩件事。理論上來說只要確保塑膠食器無破損且承裝食品時的溫度未超過耐熱溫度，是相對安全的。但因為每種塑膠材質的耐熱溫度不太一樣（比如說本篇研究的PS塑膠，耐熱溫度為70-90度，而PP的耐熱溫度則為100-140度），且對大部分的人來說，不容易做到隨時追蹤使用的食器為何種塑膠材質。
對一般民眾而言，能做的或許就是減少日常生活中塑膠食器的使用，並淘汰破損的塑膠食器。雖然仍然無法完全避開塑膠微粒的影響，但至少能夠一定程度上避免微粒濃度太高時造成的傷害。
這篇研究使用小鼠，在構造上小鼠的腸道細胞的確與人類的腸道細胞有著許多相似之處。然而，塑膠微粒在人類身上是否會驅動相同或相似的的微小核醣核酸，並影響腸道上皮細胞的保護作用，以及是否會影響細胞外囊泡的分泌、造成相同或類似的腸道菌群影響等問題，目前仍未有解答，還待後續研究驗證。但是要在人體身上驗證很困難，通常較容易使用 1) 大規模問卷調查與糞便檢體的收集，以及 2) 體外細胞培養實驗，來研究人體細胞受到奈米塑膠的影響。期望後續研究能夠持續進行，更進一步了解各種不同的塑膠微粒是否會對身體造成類似的影響。
研究作者怎麼說？
國立嘉義大學園藝學系助理教授 李保宏（研究通訊作者）
塑膠微粒污染已成全球關注焦點，本研究從胞外泌體與微小RNA的角度，剖析奈米級塑膠微粒對小鼠的腸道菌相與屏障完整性的影響。首次證實奈米塑膠微粒不僅改變小鼠的腸道微環境，還可能透過影響宿主與菌群間的訊息傳遞，誘發腸道菌相失衡與屏障功能受損。奈米塑膠微粒具有進入生物細胞的能力，並可能穿越腸道屏障，對組織器官產生不良影響。維護腸道屏障功能對於守護腸道與整體健康至關重要。
國立成功大學食品安全衛生暨風險管理研究所副教授 徐瑋萱（研究第一作者）
我們團隊首次發現，塑膠微粒可透過干擾小鼠的腸道細胞與腸道特定菌群間的外泌體所傳遞的微小RNA，破壞宿主與菌群間的訊息互動，進而引起腸道菌相組成變化，對腸道健康構成風險。此研究破解塑膠微粒擾動腸道菌相的分子機制，由於小鼠與人類的腸道菌相仍存在差異，本研究尚無法直接推論對人類的危害，後續仍需進一步進行長期暴露與劑量效應的評估。此外，我們建構了人體腸道仿生微生物動態系統，將用於評估奈米塑膠或其它受測物質對人體腸道菌相的影響程度。
吳育瑋教授引用的參考文獻：
[1] Dissanayake et al., “Effects of microplastics on the terrestrial environment: A critical review”, Environmental Research, 209:112734, 2022.
[2] Li et al., “Potential Health Impact of Microplastics: A Review of Environmental Distribution, Human Exposure, and Toxic Effects”, Environment and Health, 1(4):249-257, 2023.
[3] Kinashi et al., “Partners in Leaky Gut Syndrome: Intestinal Dysbiosis and Autoimmunity”, Frontiers in Immunology, 12:673708, 2021.
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