《Environmental Pollution》：Short-term exposure to traffic-related micro- and nanoplastics associated with immature granulocyte mobilization and tissue repair markers.
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短期暴露于交通相關微納米塑料（MNPs）的空氣中，健康成年人在即時及次日早晨表現出系統性免疫反應變化，包括促炎細胞因子EGF、IL7和MMP1的輕度上升（未達顯著水平），以及CXCL9和IL18的顯著下調（經FDR校正），同時伴隨中性粒細胞CD16和單核細胞CD11b活化標志物的降低。這可能反映免疫調節的修復過程而非典型炎癥反應。
埃絲特·倫森（Esther Lenssen）|蒂姆·斯克拉班賈（Tim Skrabanja）|尼恩克·弗里斯科普（Nienke Vrisekoop）|洛倫佐·斯奇貝塔（Lorenzo Scibetta）|安娜米妮·范登伯格（Annemijne van den Berg）|勞拉·卡亞佐（Laura Caiazzo）|索尼婭·曼佐（Sonia Manzo）|伊戈爾·斯納普科夫（Igor Snapkow）|呂岑·波特恩根（Lützen Portengen）|羅爾·弗梅倫（Roel Vermeulen）|杰拉德·霍克（Gerard Hoek）|雷蒙德·皮特斯（Raymond Pieters）
烏得勒支大學風險評估科學研究所，3584CM，烏得勒支，荷蘭
摘要
來自輪胎磨損的交通相關微塑料和納米塑料（MNPs）是空氣中無意釋放的塑料顆粒的最大來源之一。然而，它們對健康的潛在影響仍研究不足。我們研究了短期暴露于交通相關MNPs是否與健康成年人的系統性免疫變化有關。23名健康志愿者在三個室外地點（交通繁忙的路口、高速公路和城市公園）進行了4小時的觀察。在暴露前后及次日上午采集了靜脈血液樣本。使用OLINK? Target-48試劑盒檢測血漿細胞因子/趨化因子水平。通過流式細胞術評估粒細胞和單核細胞上的成熟標志物CD16以及活化標志物CD10、CD62L和CD11b的表達。使用高容量采樣器收集空氣動力學直徑<10μm（PM10）的顆粒物中的交通相關MNPs，并通過熱解-氣相色譜-質譜法進行分析。同時監測了PM10、超細顆粒、黑碳和多環芳烴。采用線性混合模型，在調整氣象協變量后，分析從基線到暴露后的變化。暴露后立即觀察到交通相關MNPs與EGF、IL7和MMP1水平輕微升高（5.2–16.9%），但在多重檢驗校正后不顯著。次日上午發現CXCL9和IL18水平顯著下調（2.3–8.5%），粒細胞上的CD16水平降低（-5%），單核細胞上的CD11b水平降低（-25.5%）。短期暴露于這種交通相關顆粒混合物（包括輪胎磨損產生的MNPs）與循環系統中的細胞因子/趨化因子變化相關，這些變化可能表明未成熟粒細胞的動員。
引言
從20世紀50年代到2018年，全球塑料產量從170萬噸增加到3.6億噸，這主要歸因于塑料的低成本、多功能性和耐用性（Landrigan等人，2025年）。雖然這些特性促進了塑料在各個行業的廣泛應用，但也導致了環境污染。目前只有約10%（每年4000萬噸）的塑料被回收，而大量塑料（約43%）堆積在垃圾填埋場或環境中（Houssini等人，2025年；Landrigan等人，2025年）。這些塑料的生物降解、光降解、化學降解或熱降解會產生微塑料和納米塑料（MNPs）（Liu等人，2022年），這是一類主要由疏水性聚合物組成的、尺寸小于5毫米的顆粒（Wright和Kelly，2017年）。在環境來源中，來自輪胎和剎車磨損的交通相關MNPs被認為是空氣中MNPs濃度的主要貢獻者（Kreider等人，2010年；Panko等人，2018年；2013年）。先前的研究表明，MNPs占空氣動力學直徑<10 μm（PM10）顆粒物的0.52–1.94%，以及空氣動力學直徑<2.5 μm（PM2.5）顆粒物的0.23–14.0%（Kreider等人，2020年；Lenssen等人，2025b；Panko等人，2018年；Panko等人，2013年；Panko等人，2019年）。然而，盡管MNPs既可作為顆粒物，也可作為吸附的有機物和痕量金屬的載體，但目前尚無流行病學研究評估其暴露對健康的潛在影響（Pokhrel等人，2025年）。
迄今為止，關于MNPs暴露潛在健康影響的流行病學研究僅限于對易感患者群體的觀察性研究。這些研究發現，（交通相關的）MNPs在各種生物樣本中的存在與不良心臟事件、（上）呼吸道疾病、炎癥（細胞因子水平升高）和死亡風險增加有關（Marfella等人，2024年；Massie等人，2025年；Tran等人，2025年；Wang等人，2024年；Wu等人，2025年；Yang等人，2024年；Yu等人，2024年；Zhang等人，2025年）。然而，方法學上的限制，特別是可能影響暴露和測量反應的疾病相關偏差，使得這些結果的解讀變得復雜。
交通相關的MNPs屬于更廣泛的交通相關空氣污染范疇，包括非排放源（如輪胎和剎車磨損）和尾氣排放（Fussell等人，2022年）。特別是柴油尾氣已被充分研究，其與免疫和心肺系統的影響有關，通過氧化應激反應、線粒體功能障礙和與細胞DNA的直接相互作用（Singh和Sharma，2025年）。流行病學和實驗研究表明，交通中的痕量元素，尤其是銅（Cu）、鐵（Fe）和鋅（Zn）（用作非特異性輪胎磨損標志物），也可能導致氧化應激和促炎效應，如白細胞介素（IL）8或IL1β的釋放（Christou等人，2025年；Forest和Pourchez，2023年；Gou等人，2024年；Ostro等人，2015年）。
機制研究表明，吸入的MNPs可能通過多種途徑引發炎癥效應（Lee等人，2025年）。PM10分數中的MNPs可沉積在呼吸道，其活性表面基團和氧化物質可通過激活駐留的巨噬細胞及隨后招募的先天免疫細胞（如單核細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞）引發肺部炎癥（Bouredji等人，2023年）。除了顆粒引起的效應外，MNPs中包含的化學物質以及吸附在顆粒表面的化學物質可能滲入生物液體并產生獨立的毒性效應（Fussell等人，2022年）。此外，肺部的局部炎癥可能進一步引發促炎細胞因子和趨化因子的系統性釋放，從而在外周循環中檢測到免疫反應（Nassan等人，2021年）。
健康人類的正常急性炎癥反應包括炎癥激活、觸發因素的消除，隨后是恢復和修復機制，其中組織駐留的巨噬細胞和招募的巨噬細胞起核心作用（Medzhitov，2008年）。另一方面，愈合受損可能導致持續性低度炎癥，表現為中性粒細胞和巨噬細胞長期激活、促炎細胞因子持續產生以及由于恢復機制失效和凋亡細胞清除不足導致的組織損傷（Gopallawa等人，2023年）。以患者群體為主的流行病學觀察研究發現，生物組織中的MNPs濃度與促炎細胞因子水平升高相關（Marfella等人，2024年；Yang等人，2024年；Zhang等人，2025年）。有趣的是，細胞因子水平的變化模式（如IL6、IL12p70）取決于MNPs的類型（Yang等人，2024年）。然而，這些發現應謹慎解讀，因為這些研究未考慮空氣污染物的共暴露或協變量，且疾病狀態可能影響暴露和生物反應。
我們之前的研究發現，健康年輕人在暴露后短期內血液中的單核細胞計數會增加（每IQR增量7.1–9.3%）（Lenssen等人，2025a）。此外，這種關聯持續到次日上午（暴露后21.5小時），單核細胞的變化更為明顯（9.3–17.7%），粒細胞也表現出延遲增加的趨勢（7.4–14.0%）。本研究的目的是探討細胞計數的增加是否與健康年輕人免疫標志物的變化有關。我們假設短期暴露于交通相關MNPs會導致典型的促炎細胞因子和趨化因子的上調，以及粒細胞和單核細胞上活化標志物的表達增加。
研究設計
研究設計由倫森等人（Lenssen等人，2025a；Lenssen等人，2025b）詳細描述。簡而言之，采用半實驗性、重復測量設計來研究短期暴露于交通相關MNPs的健康影響。我們計劃從烏得勒支市招募25名自報健康的非吸煙年輕人，分兩批進行。參與者在兩個不同時間段內參與研究。
描述性統計
共有23名志愿者成功納入研究，其中18人訪問了所有三個測量地點。其余參與者中，4人僅訪問了交通繁忙的路口和公園地點，1人僅訪問了高速公路和公園地點。志愿者的特征見補充材料2。參與者主要為女性（82.6%），年齡在23至38歲之間。生物指標的基線（暴露前）值見補充材料1。平均而言，蛋白質...
討論
我們旨在探討短期暴露于含有MNPs的交通混合物是否與健康年輕人的炎癥標志物表達增加有關。我們未觀察到短期暴露與經典促炎細胞因子（如CXCL8（IL8）、IL6、TNF或IFNγ）在暴露后與基線相比的變化之間存在關聯。然而，也觀察到其他有趣的趨勢和顯著差異。
結論
短期暴露于包含輪胎磨損產生的MNPs的交通相關顆粒混合物與系統性免疫改變有關，表現為促炎細胞因子IL18和CXCL9的顯著延遲降低，以及粒細胞上的CD16表達下降，單核細胞上的CD11b表達下降。細胞因子、趨化因子、粒細胞表型和活化標志物在短期暴露后未表現出典型的促炎反應。
作者貢獻聲明
安娜米妮·范登伯格（Annemijne van den Berg）：撰寫 – 審稿與編輯、資源準備、調查。勞拉·卡亞佐（Laura Caiazzo）：撰寫 – 審稿與編輯、資源準備、調查。羅爾·弗梅倫（Roel Vermeulen）：撰寫 – 審稿與編輯、資源準備、方法論、概念構思。埃絲特·倫森（Esther Lenssen）：撰寫 – 審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、資源準備、項目管理、方法論、調查、數據分析、概念構思。杰拉德·霍克（Gerard Hoek）：撰寫 – 審稿與編輯。
倫理批準細節
該研究方案（#22/515）已獲得當地醫學倫理審查委員會（NedMec，烏得勒支，荷蘭）的批準。參與者簽署了書面知情同意書。
利益聲明
? 作者聲明沒有已知的競爭性財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
資金來源
本研究得到了歐盟“地平線2020”研究與創新計劃項目Polyrisk的支持（授權協議編號964766）。
利益沖突聲明
? 作者聲明沒有已知的競爭性財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
我們衷心感謝POLYRISK聯盟的指導和合作支持，特別感謝我們的工作團隊成員Hubert Dirven、Berit Granum、Emilia Visileanu和Monica Andreassen提供的寶貴見解。同時，我們也感謝所有志愿者的參與，以及Mariarita Montereali、Isabella van Schothorst、Kas Adriaans、Stavri Karasiali、Laura Vicario、Fleur Froeling、Kees Meliefste、Marieke Oldenwening和Nathalie的貢獻。
