厦门大学附属第一医院临床营养科刘少杰博士和呼吸与危重症医学科林益华主任合作发现微塑料经呼吸道暴露与社区获得性肺炎恶化有关

发布日期:2025-05-19     点击数:


 

近日,厦门大学附属第一医院临床营养科刘少杰博士、呼吸与危重症医学科林益华主任联合复旦大学公共卫生学院董瑞华副教授在环境科学与生态学顶级期刊《Environment International》(中科院一区,IF=10.3)发表了题为“Microplastics exposed by respiratory tract and exacerbation of community-acquired pneumonia: The potential influences of respiratory microbiota and inflammatory factors”的最新研究成果。该项研究使用先进热解气相色谱串联质谱检测方法证明了社区获得性肺炎患者的痰液与肺泡灌洗液中均存在微塑料,经呼吸道暴露微塑料与重症社区获得性肺炎的风险呈正相关,并可能伴随着呼吸道微生物群的改变和炎症因子的释放。厦门大学附属第一医院临床营养科刘少杰博士、安利(中国)研发中心郑剑恒博士、厦门大学附属第一医院呼吸与危重症医学科兰文斌副主任医师为该论文的共同第一作者;复旦大学公共卫生学院董瑞华副教授与厦门大学附属第一医院呼吸与危重症医学科林益华主任为该论文的共同通讯作者。厦门大学附属第一医院临床营养科和呼吸与危重症医学科分别为该论文的第一单位及最后通讯单位。

社区获得性肺炎(CAP)是指在医院外由细菌、真菌或病毒等微生物感染引起的肺实质急性炎症,主要分为重症社区获得性肺炎(SCAP)和非重症社区获得性肺炎(NSCAP),其中SCAPCAP患者死亡的主要原因。目前,越来越多的研究开始关注环境因素对CAP恶化的影响。一种新型环境污染物微塑料(MP)因其在海洋和陆地环境中的广泛存在而引起了公众的关注人类可通过呼吸道直接吸入MP。据报道,MP经呼吸道暴露与过敏性哮喘和动物肺损伤有关,并且MP暴露可能引起鼻腔或肺部菌群的变化或炎症因子的释放。鉴于肺部微生物群的失衡和炎症因子的释放可能在NSCAPSCAP进展中起关键作用,本研究拟首次在成人中探讨MP经呼吸道暴露与CAP的关联及呼吸道微生物群和炎症介质在其中的潜在作用。

本研究招募了在厦门大学第一附属医院呼吸与危重症医学科就医的CAP患者,并根据成人社区获得性肺炎严重程度评分分为SCAP组(n=24)和NSCAP组(n=26)。参与者报告基本信息、生活行为方式、以及接触空气传播MPs的情况。为表征上、下呼吸道MPs的暴露,本研究同时收集了参与者的痰液样本和肺泡灌洗液样本,所有样本使用热裂解气相色谱串联质谱法检测MPs;肺泡灌洗液样本使用16S rRNA测序检测微生物群;液体流式检测技术检测炎症因子的表达水平。

MP检测发现:几乎可以在所有样本中检出MP,其中聚氯乙烯(PVC)在痰液样本和肺泡灌洗液样本中的检出率最高,聚乙烯(PE)在痰液样本和肺泡灌洗液样本中的检出浓度最高。痰液样本每干重总微塑料(TMP)的平均浓度高于肺泡灌洗液样本。根据患者日常行为习惯进行分层分析发现:与很少或从不做家务的研究对象相比,经常做家务的研究对象痰液样本中显示出更高PE的暴露。与不做家务的研究对象相比,花在家务上超过1小时的研究对象在肺泡灌洗液样本中显示出更高PEPVC的暴露(图1)。

 

1. 微塑料经呼吸道暴露和社区获得性肺炎恶化的关系研究

 

对比痰液样本和肺泡灌洗液样本中NSCAP组和SCAP组之间 MP 浓度的差异,SCAP组各类MP的平均浓度均高于NSCAP组(表1)。多种模型显示在痰液样品中PVCTMP的浓度越高,罹患SCAP的风险越高,而在肺泡灌洗液样品中PETMP的浓度越高,罹患SCAP的风险越高。WQS模型总体效应显示MP暴露与SCAP风险之间存在显著正相关。其中在痰液样本中,PVC的权重最高;而在肺泡灌洗液中,PS的权重最高(图2)。

 

1. 比较痰液肺泡灌洗液NSCAP组和SCAPMP浓度的差异

 

 

 

2. WQS回归模型对痰液(A肺泡灌洗液(B样品中各类MP的总体影响权重

 

呼吸道微生物群的检测发现:在门水平上,NSCAP组的微生物群主要由变形菌、厚壁菌和拟杆菌组成,SCAP组主要由变形菌、厚壁菌和放线杆菌。此外,MP暴露呼吸道微生物群α 多样性指数Chao1指数和Observed_species指数呈负相关,并显著增加分枝杆菌、支原体、嗜血杆菌等菌群的丰度(表2)。对肺泡灌洗液中炎症因子的检测发现:除IFN-γTNF-αIL-13IL-12p70外,SCAP组其他炎症因子的中位数浓度均高于NSCAP组,相关性分析发现MP浓度与IFN-γIL-2IL-4IL-12p70的水平呈显著正相关(图3)。

 

2. 肺泡灌洗液中MP浓度与α多样性指数的相关性分析

 

 

 

3. 肺泡灌洗液中MP浓度与炎症因子相关性热图

 

综上,本研究发现CAP患者的痰液与肺泡灌洗液样本中均可检出多种MP,并发现了做家务频率和时长等可能是影响呼吸道暴露MP水平的潜在日常行为,强调了未来需关注室内空气对呼吸道暴露MP的贡献。此外,MP暴露与SCAP的患病风险存在显著相关,这可能受到呼吸道微生物群的改变和炎症因子释放的影响。建议CAP患者应减少经呼吸道暴露MPs,在临床实践中以防止CAP的恶化进展。

该研究得到了厦门市卫生健康委中青年骨干课题(2024GZL-GG50)、厦门大学附属第一医院(XYJ2023003)、厦门市医疗卫生重点项目(3502Z20234010)的资助。

 

主要作者介绍

通讯作者:

 

 

林益华,医学博士,主任医师,硕士生导师,副教授。现为厦门大学附属第一医院呼吸与危重症医学科主任。学术兼职:中国老年医学学会呼吸病学分会第二届委员会委员,福建省医师协会呼吸内科医师分会副会长,福建省海峡医药卫生交流协会呼吸病学分会副会长,福建省医学会呼吸病学分会常委。主要研究方向:重症肺炎相关脓毒症以及慢性气道疾病的微环境。曾获厦门市科技进步一等奖以及厦门市组织部记功。

 

第一作者:

 

刘少杰,医学博士,副主任医师,厦大公卫专业行业导师。福建省高层次人才、厦门市高层次人才、福建省医疗类引进生。学术兼职为中国健康教育协会肥胖防治分会委员,厦门市预防医学会营养与健康专委会委员。近5年以第一作者或通讯作者发表SCI论文18篇,包括10分以上中科院一区Environment InternationalEnvironmental Science & Technology等。担任中科院二区SCI期刊BMC Public HealthFrontiers in Nutrition编委,并作为Environmental ResearchNutrition Journal20余家SCI期刊审稿人。研究方向为微塑料、三聚氰胺等食品污染物与疾病的关联和风险评估,以及肺部疾病、糖尿病肾病等营养相关疾病的防治与病因研究。曾荣获全国营养师技能大赛二等奖、厦门大学附属第一医院十佳医生等荣誉。

 

共同第一作者:

 

兰文斌,副主任医师,医学硕士,毕业于福建医科大学,7年制临床医学专业(呼吸内科方向)。从事呼吸内科临床工作12,参与国家药物临床试验项目(GCP5发表国内核心期刊论文10篇。学术兼职为福建省海峡医药卫生交流协会临床肿瘤分会小细胞学组理事。

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