前言
微塑料（MPs）是指直径≤5 mm的塑料颗粒。有研究表明人类不断摄入和吸入的MPs会在肠道中积累，还可以破坏肠道上皮屏障，甚至改变肠道微生物群的丰度和多样性，可能对健康造成重大风险。然而目前对MPs的研究还主要集中在海洋生物上，MPs对哺乳动物甚至人类的毒性影响研究甚少，且没有研究探讨MPs与人类微生物区系之间的关系，特别是MPs对孕妇和婴儿微生物区系的影响。
2022年10月21日，复旦大学公共卫生学院董瑞华课题组在 Environmental Science & Technology（IF=11.357）上分别发表了题为“The Association Between Microplastics and Microbiota in Placentas and Meconium: The First Evidence in Humans ”，在母婴微塑料暴露研究领域取得重要进展，研究在胎盘和胎粪样品中分别鉴定出了不同种类的MPs，其中均以PA和PU为主。同时发现暴露于几种MPs与胎盘和胎粪中的微生物群有关。
基本信息
研究结果
1、胎盘和胎粪中的微塑料
此前研究计算统计了胎盘和胎粪中直径在20~500 μm的MPs颗粒的类型及比例（Table. 1、Fig. 2），从颗粒类型来看，所有样本均检测到了16种MPs，胎盘中检测到的MPs中位浓度（P50）为18.0个颗粒/g，胎粪中MPs中位浓度为54.1个颗粒/g，其中 PA 和 PU 均占MPs颗粒总量的78%以上（Fig. 2）。另外，从颗粒直径来看，20~50 μm的颗粒占比最高，达到了76.46%以上（Fig. 3）。
Table1 | 比较不同类型微塑料在胎盘和胎粪中的分布（颗粒/g）
Fig2 | 胎盘（A）和胎粪（B）中MPs颗粒类型的分布
Fig3 | 胎盘（A）和胎粪（B）中MPs颗粒直径的分布
2、胎盘和胎粪中微生物的群落组成
为了探究胎盘和胎粪中的微生物水平的变化，进行16S测序分析。胎盘、胎粪从门和属两个分类水平上进行群落组成分析结果显示，在门水平上，胎盘和胎粪主要的3个菌门都是变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门（Fig. 4A、5A）。属水平上，胎盘的优势菌属为等；胎粪的优势菌属为等（Fig. 4B、5B）。
Fig4| 胎盘微生物在门（A）和属（B）水平上的物种组成
Fig5 | 胎粪微生物在门（A）和属（B）水平上的物种组成
3、两组间肠道微生物群多样性指数和肠道微生物群组成的差异
Alpha多样性结果显示，胎粪样本的Chao1和shannon指数均高于胎盘组，但不具有统计学差异（Fig. 6）。作者采用加权UniFrac和非加权UniFrac PCoA来评估胎盘和胎粪两组的样本生物学重复和组间差异（Fig. 7），结合Anosim（加权p=0.0001，非加权p=0.0002）结果表明，胎盘、胎粪两组间具有显著差异性。同时发现两组间86个显著差异菌属。
Fig6 | 胎盘和胎粪两组间α-多样性分析（A：Chao1；B：shannon）
Fig7 | 胎盘与胎粪微生物的非加权(A)和加权(B) UniFrac PCOA分析
4、微塑料浓度与α-多样性指数的相关性
为了探究MPs浓度与α多样性指数间是否具有相关性，计算两者之间的相关系数，结果发现只有胎粪中检测到的 PS 与shannon指数成显著负相关（Table. 2）。
Table2 | 微塑料浓度与α-多样性指数的相关性研究
5、胎盘微塑料与胎盘微生物菌属的相关性
为了探究MPs与微生物菌属之间的关系，对二者进行相关性分析。结果发现，胎盘中检测到总的MPs与显著正相关，其中PA与Prophyromonas显著正相关，与显著负相关。PE与显著负相关。PET与显著正相关。PVC与呈负相关，与Clade_Ia呈正相关。PTFE与的正相关性显著。EVA与Parabacteroides呈负相关。CPE与和之间呈负相关（Fig. 8）。
Fig8 | 胎盘微塑料与胎盘微生物属相关性的热图
6、胎粪中微塑料与胎粪微生物群丰度的相关性关系
胎粪中检测到的总MPs与和 呈正相关；其中PA与和呈正相关；PU与和 呈正相关，总MPs、PA、PU三者均与呈负相关。PS与和呈负相关，与 和呈正相关。EVA与呈负相关（Fig. 9）。
Fig9 | 胎粪微塑料与胎盘微生物属相关性的热图
研究结论
本研究在胎盘和胎粪样本中均检测到了16种MPs，其中聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）为主要类型，20−50μm颗粒直径占比达76.46%。采用16S rRNA微生物多样性测序对胎盘胎粪中的微生物进行检测分析，发现二者之间物种组成不同且具有一定组间差异。同时探讨MPs暴露与胎盘和胎粪中的微生物菌群间的潜在关联，发现一些菌属与总MPs和PA、PU均具有强相关性。综上所述，研究发现MPs在胎盘和胎粪样本中普遍存在，表明孕妇和婴儿普遍广泛的MPs暴露，在母-婴MPs暴露领域取得重要进展，为后续研究提供数据支撑和研究思路。
相关名词注解：
MP: microplastics，微塑料
PA: polyamide，聚酰胺
PC: polyurethane polycarbonate，聚氨酯聚碳酸酯
PET: polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯
PP: polypropylene，聚丙烯
PE: polyethylene，聚乙烯
PS: polystyrene，聚苯乙烯
PVC: poly(vinyl chloride)，聚（氯乙烯）
PTFE: polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯
EVA: ethylene vinyl acetate copolymer，乙烯醋酸乙烯共聚物
CPE: chlorinated polyethylene，氯化聚乙烯
详细技术请访问欧易生物官网
⬇
百度搜索欧易生物（oebiotech）
⬇
了解更多多组学技术
（16S rRNA微生物多样性测序）
猜你想看
1、项目文章 | 单细胞测序揭示了慢性皮肤粘膜念珠菌病免疫细胞群和基因表达的改变
2、Plant Physiol│西农&山农科研人合作揭示枣果实中苹果酸积累的分子机制
3、合作文章Cell Discovery | 复旦大学附属肿瘤医院揭示甲状腺髓样癌的全景蛋白基因组特征
4、项目文章 | 单细胞测序助力探究肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）亚群对三阴乳腺癌肿瘤硬度及抗肿瘤药物药效的影响机制
原创声明：本文由欧易生物(OEBIOTECH)学术团队报道，本文著作权归文章作者所有。欢迎个人转发及分享，未经作者的允许禁止转载。
