综述：水生和陆生生物在接触微塑料或纳米塑料后，基于性别的毒性差异：一项系统综述

微塑料和纳米塑料对水生及陆生生物性别差异的毒性影响研究。通过PubMed、Web of Science和Scopus数据库检索（截至2024-09-10），纳入26篇2020-2024年发表的原创研究，揭示雄性对氧化应激、免疫抑制和死亡率更敏感，雌性在颗粒积累和体重下降方面更显著，且毒性效应受颗粒性质、暴露时长和浓度共同作用。强调性别和物种差异在环境污染物毒理学评估中的重要性。

阿斯玛·拉弗拉姆（Asmaa Lafram）|贾瓦德·拉德拉维（Jawad Laadraoui）|亚希亚·阿尔·纳加尔（Yahya Al Naggar）|萨法·萨布里（Safaa Sabri）|拉希达·罗基（Rachida Roky）

摩洛哥卡萨布兰卡哈桑二世大学（University of Hassan II Casablanca）艾因肖克分校（Faculty of Sciences Ain Chock）综合生物学实验室（Laboratory of Integrative Biology）

摘要

由于微塑料（Microplastics, MPs）和纳米塑料（Nanoplastics, NPs）在环境中的广泛存在及其对生物体的有害影响，它们引起了越来越多的关注。微塑料被定义为直径小于5毫米的颗粒，而纳米塑料的直径小于1000纳米。这些污染物主要来源于塑料废物的降解、工业过程以及日常消费品。本综述系统地研究了水生和陆生生物在暴露于微塑料或/和纳米塑料后，基于性别的毒性差异。我们检索了三个数据库（PubMed、Web of Science和Scopus）中的文献，截止时间为2024年9月10日，并遵循PRISMA指南进行筛选。最终纳入了2020年至2024年间发表的26篇原始文章。其中19篇研究关注微塑料，5篇研究纳米塑料，2篇研究同时关注微塑料和纳米塑料。聚苯乙烯（Polystyrene, PS）和聚乙烯（Polyethylene, PE）是最常研究的塑料类型。鱼类和小鼠是最常用的动物模型。研究结果表明，不同性别在生理系统上存在差异：雄性表现出更高的死亡率、更严重的氧化应激和更强的免疫抑制敏感性，而雌性则表现出更多的颗粒积累以及更明显的体重下降。这些效应因物种而异，反映了不同物种对微塑料的反应差异。毒理学结果还受到颗粒性质、暴露时间和浓度的影响。总体而言，这些发现强调了在毒理学评估中纳入性别这一生物学变量以及物种身份的重要性，并指出需要进一步研究以阐明对微塑料不同敏感性的机制。

引言

塑料是一种多功能且耐用的材料，在各个领域都不可或缺。然而，其大规模生产和缓慢降解给环境带来了巨大负担。据估计，1950年至2015年间全球产生了约63亿吨塑料废物（Geyer等人，2017年）。塑料颗粒被分为微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）。微塑料被定义为直径小于5毫米的颗粒，而纳米塑料的定义在文献中有所不同，有些研究认为其直径小于100纳米，有些则认为小于1000纳米（Betts, 2008；Gigault等人，2018；Klaine等人，2012；Koelmans等人，2015）。这些新兴污染物来源于多种途径，要么是制造过程中产生的小颗粒，要么是较大塑料随时间分解形成的。根据来源不同，它们通常被分为初级微塑料（primary MNPs）和次级微塑料（secondary MNPs）。初级微塑料是通过各种工业过程的颗粒排放进入环境的（Gonçalves & Bebianno, 2021）。相比之下，次级微塑料是由于物理、生物和微生物因素导致塑料碎片降解而形成的（Laskar & Kumar, 2019）。

微塑料可以呈现多种形式，包括碎片、微纤维、球体、薄膜和颗粒。最常见的聚合物包括聚苯乙烯（PS）、聚氨酯（PUR）、聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）（Lusher等人，2013）。此外，这些塑料通常含有增塑剂和阻燃剂等添加剂（Meeker等人，2009）。

微塑料存在于空气、土壤、淡水和海洋环境中（Law & Thompson, 2014）。它们不仅本身具有物理危害性，还可能携带有害化学物质和污染物。这些微小颗粒能够吸附环境中的持久性有机污染物、重金属和其他有毒化合物，从而增加生物体摄入后受到化学物质影响的风险（Rochman等人，2013）。

人们越来越担心微塑料在食物链中的积累及其与野生动物的相互作用，因为已在从无脊椎动物到高等脊椎动物的多种物种的组织中检测到微塑料（Lusher等人，2013）。它们在陆地、淡水和海洋生态系统中的普遍存在引发了人们对其在水生和陆生生物体内生物累积和毒性作用的担忧（Galloway, 2015；Wright & Kelly, 2017）。最近的研究在人类多种组织中检测到了微塑料，包括皮肤、手部、面部、头发、唾液以及胎盘和粪便（Abbasi & Turner, 2021；Philipp等人，2022；Ragusa等人，2021；Xu等人，2022）。此外，在睾丸和精液中也检测到了微塑料，精液中的平均浓度为0.23 ± 0.45颗粒/毫升，睾丸中的浓度为11.60 ± 15.52颗粒/克，颗粒大小在22-287微米之间，主要类型包括PS、PE和PVC（Q. Zhao等人，2023）。在精液样本中，PET和CPE等微塑料与精子活动力下降有关（Guo等人，2025）。研究表明，PS纳米塑料（25-100纳米）能够在体外穿透并结合人类精子（Y. Chen等人，2024）。在女性生殖系统中，辅助生殖过程中的卵泡液中检测到了微塑料，这表明卵子周围环境受到了直接污染（Montano等人，2025；Ni等人，2025）。这些发现直接证明了微塑料在人类生殖样本中的存在，进一步强调了性别因素在人类健康研究中的重要性。

暴露于微塑料的毒理学后果多种多样，包括氧化应激、炎症、神经毒性、生殖功能障碍和基因表达改变（Abidli等人，2021；Bai等人，2024；J. Chen等人，2023；X. Chen等人，2024；Gallo等人，2018；He & Yin，2024）。虽然微塑料的总体毒性已得到广泛研究，但最近的研究强调了性别差异对微塑料敏感性的影响。

长期以来人们已经认识到性别对环境污染物反应的差异，但很少有研究专门探讨雄性和雌性在微塑料影响下的不同表现。本综述旨在全面分析水生和陆生生物在暴露于微塑料或纳米塑料时的性别差异。它将综合当前关于不同物种的雄性和雌性对这些污染物反应差异的研究，重点探讨其背后的机制。

搜索策略

我们使用PubMed、Scopus和Web of Science数据库进行了全面的文献搜索，以系统研究水生和陆生动物在暴露于微塑料或纳米塑料时的性别差异。搜索关键词包括：“microplastics”或“nanoplastics”AND “sex”或“gender”AND “expo*”或“treatment”，不设时间限制，截止日期为2024年9月10日。搜索共检索到262篇文章，其中73篇来自PubMed，108篇来自Scopus，80篇来自Web of Science。

研究选择

最初从搜索中检索到262篇文章，随后移除了141篇重复文章，剩余121篇用于进一步筛选。其中72篇因标题和摘要不相关而被排除，另有23篇在全文审查后不符合预设标准而被排除。最终有26篇研究被纳入本系统综述（图1）。报告中包含关于微塑料或纳米塑料影响的性别相关数据的文章共有26篇。

讨论

本系统综述纳入了26项研究，这些研究报道了水生和陆生生物在暴露于微塑料或纳米塑料后的性别特异性毒性差异。值得注意的是，在没有污染物暴露的对照条件下，模型生物通常只表现出轻微且稳定的死亡率和氧化应激差异，这些差异可以通过实验控制来解释。因此，在微塑料或纳米塑料暴露下观察到的性别特异性反应可能反映了...

结论、局限性和未来展望

本系统综述表明，微塑料或纳米塑料在水生和陆生生物中引起了性别特异性的毒理学效应。雄性通常更敏感，表现为更高的死亡率和更严重的氧化应激。相比之下，雌性在关键组织中积累了更多的颗粒，并表现出较低的抗氧化活性。这些差异还体现在免疫反应、消化功能、行为和大脑结构上。

作者贡献声明

阿斯玛·拉弗拉姆（Asmaa Lafram）：撰写——综述与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法论设计、概念构建。贾瓦德·拉德拉维（Jawad Laadraoui）：撰写——初稿撰写。亚希亚·阿尔·纳加尔（Yahya Al Naggar）：撰写——综述与编辑、初稿撰写。萨法·萨布里（Safaa Sabri）：撰写——综述与编辑。拉希达·罗基（Rachida Roky）：撰写——综述与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、研究监督、方法论设计、概念构建

未引用的参考文献

Chen等人，2024；M等人，2013；Zhao等人，2023。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本综述的研究结果。

数据可用性

数据可应要求提供。

资金来源说明

本研究得到了CNRST的支持，属于“PhD-Associate Scholarship – PASS”项目的一部分。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本论文的研究结果。

致谢

作者感谢King Khalid University的研究与研究生院通过项目编号RGP1/300/46提供的资金支持。