探索一种健康效应敏感性分布方法以确定微塑料的毒性阈值：应用于上海浦东地区学龄儿童的微塑料风险评估

时间：2026年2月17日

来源：Food and Chemical Toxicology

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微塑料（MPs）作为新型食品污染物，其人体健康指导值（HGVs）缺失制约了风险评估。本研究首次通过整合健康效应敏感度分布（HESD）方法与啮齿类动物毒性数据外推，建立性别特异性HGVs，男性HC₅为1.273 μg/(kg·bw·d)，女性为0.126 μg/(kg·bw·d)，对应摄入量范围分别为1.36×10⁻⁵-184.49和5.04×10⁻⁷-18.26 MPs/(kg·bw·d)。基于2015-2025年MPs食品污染数据库及2023-2024年季节性膳食调查，对上海浦东6-15岁儿童开展风险分析，结果显示14.10%儿童摄入超标（HQ>1），且女性超标率更高。研究填补了MPs HGVs空白，为儿童等敏感人群暴露评估提供依据。

唐卓宁|郭坤|张志春|方德宇|周颖

中国复旦大学公共卫生学院公共卫生安全重点实验室，上海200032

摘要

微塑料（MPs）越来越被认为是食品污染物，但目前仍缺乏针对人类健康的指导值（HGVs）。本研究首次通过将健康效应敏感性分布（HESD）方法与啮齿动物毒性数据的人体等效剂量外推相结合，得出了性别特异性的微塑料人体毒性阈值。5%效应的总体危险浓度（HC₅）被确定为0.596 μg/(kg-bw·d)，男性和女性的HC₅值分别为1.273 μg/(kg-bw·d)和0.126 μg/(kg-bw·d)。这对应于男性每天摄入量范围为1.36×10^-5至184.49 MPs/(kg-bw·d)，女性为5.04×10^-7至18.26 MPs/(kg-bw·d)。基于2015-2025年的微塑料食品污染数据集以及2023年冬季、2024年春季和2024年夏季的食品消费调查，我们对中国上海市浦东地区的6-15岁儿童饮食中微塑料暴露情况进行了全面的风险评估。各年龄组的中位摄入量范围为2.58至5.32 MPs/(kg-bw·d)，城市地区的摄入量高于郊区和农村地区。风险分析显示，14.10%的儿童超过了基于HC₅的标准（危险商数HQ>1），其中女性的比例更高。本研究为微塑料对人体健康风险的评估提供了新的指导值。

引言

微塑料（MPs）通常定义为直径小于5毫米的塑料颗粒和纤维，而纳米塑料（nps）则指直径小于1微米的塑料颗粒（除非另有说明，否则mps是一个通用术语）。微塑料既来源于为消费和工业应用而特意制造的初级产品，也来源于环境中较大碎片的分解和风化（Duis 2016; Hartmann 2019; Sewwandi 2023）。由于微塑料的广泛使用和不受控制的处置方式，其自然降解速度极慢，导致在海洋和淡水环境中大量积累（Barnes 2009; L. He 2023; Prata 2018）。微塑料已在海洋和陆地环境中被广泛发现（Çevik 2022; Dai Xu 2020）。常见的微塑料聚合物包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）等，不同来源和分析方法对其丰度的影响也有所不同。例如，海洋深度剖面数据中微塑料的浓度范围为每立方米10^-4至10⁴个颗粒，这凸显了采样深度和检测限对结果的重要影响（S. Zhao et al., 2025）。

人类接触微塑料的主要途径有吸入、饮食摄入和皮肤接触，其中饮食摄入是最主要的暴露途径（Z. Liu et al., 2023）。在多种食品中都检测到了微塑料，包括盐、鱼类和贝类（Feng et al., 2021; H. X. Li et al., 2022; Li et al., 2015; W. Li et al., 2022; Z. Li et al., 2022; Lin et al., 2022）。在盐中，系统证据表明微塑料普遍存在，其浓度通常在每千克10²至10³个颗粒之间，具体取决于盐的类型和检测方法（De Nido et al., 2025）。饮用水也是重要的污染源：高分辨率化学成像显示，瓶装水中的微塑料浓度约为每升2.4×10⁵个颗粒（Qian et al., 2024）。

从人群层面来看，全球估计每人每年摄入的微塑料数量约为数万颗粒（例如，通过饮食摄入39,000-52,000颗粒），如果包括吸入途径，则增加到74,000-121,000颗粒，这一数值受饮食、水源和地理位置的影响较大（Cox et al., 2019; Nur Hazimah Mohamed Nor et al., 2021）。新兴的人类生物监测证据支持微塑料可能通过消化道进入人体的观点：在人类粪便中检测到了微塑料（每10克粪便中平均20个颗粒），表明微塑料在摄入后能够通过胃肠道（Schwabl et al., 2019）。此外，人体血液中也检测到了微塑料颗粒（平均每毫升1.6 μg），表明在某些条件下微塑料颗粒可能被系统性地吸收（Leslie et al., 2022）。

作为塑料生产和消费大国，中国的情况尤为令人担忧（Geyer et al., 2017）。研究表明，中国沿海水域、主要河流系统、农业土壤和空气中都存在微塑料（Ji et al., 2023; K. Liu et al., 2019; Lv et al., 2019; F. Zhang et al., 2025）。对中国沿海和边缘海域的调查显示，海水中微塑料的浓度范围为每立方米0.13至545个颗粒，河口沉积物中为每千克20-7900个颗粒，这反映了强烈的空间异质性和河流输入的影响（Jiang et al., 2022）。因此，微塑料也经常出现在中国常见的食品中（Usman et al., 2020; Zeng et al., 2025），引发了人们对儿童等脆弱群体饮食暴露的担忧。

接触微塑料后，它们可能引发细胞毒性并对多个器官和系统产生不良影响（Dong et al., 2020; T. He et al., 2023; K. Yin et al., 2023）。微塑料对人类健康的影响受到了广泛关注（Schwabl et al., 2019; Wu et al., 2023; Q. Zhao et al., 2023）。然而，目前缺乏微塑料的明确健康指导值（HGVs），因此无法进行定量的健康风险评估。

确定毒性阈值对于制定化学风险评估中的健康指导值（HGVs）至关重要。传统上，这通常通过无观察到的不良效应水平（NOAEL）和最低观察到的不良效应水平（LOAEL）方法来实现（Filipsson et al., 2003）。自2009年以来，欧洲食品安全局（EFSA）推荐使用基准剂量（BMD）方法来确定毒性阈值，该方法更全面地利用了剂量-效应数据，并结合了NOAEL和LOAEL的信息（More et al., 2022）。然而，BMD方法需要大量的剂量-效应数据来建立参考点，而目前这些数据对于微塑料尚不可用。物种敏感性分布（SSD）方法常用于评估环境中污染物的生态风险（Del Signore et al., 2016）。该方法假设不同物种的毒性阈值遵循特定分布，并通过有限但具有代表性的物种数据拟合模型来推导出危险浓度5%（HC₅）。类似地，如果假设微塑料的暴露剂量及其导致的健康效应遵循某种分布，也可以利用HC₅来制定基于健康的指导值，以评估人类暴露于微塑料的健康风险。已经进行了大量的体外和体内研究来探讨微塑料的毒性（da Silva Brito et al., 2022; Eom et al., 2024; T. He et al., 2023; J. Yin et al., 2022）。不良后果路径（AOP）概念框架有助于识别和评估不同生物组织层次之间的因果关系，在监管毒理学中得到了广泛应用（Carusi et al., 2018）。然而，由于微塑料特性的多样性和研究设计的差异，尚未有统一的分子起始事件（MIE）被所有研究一致支持。因此，本研究采用基于AOP的假设生成框架，整理了报道的终点，并总结了常见的早期分子/细胞扰动及其进展到下游器官水平效应和有机体水平不良后果（AOs）的情况（Z. Liu et al., 2023）。

本研究旨在解决当前对微塑料暴露风险评估理解中的几个关键空白。主要目标是开发一种创新的健康效应敏感性分布方法，以确定微塑料的人类健康毒性阈值。此外，还将建立中国微塑料饮食污染的全面数据集，以便对脆弱人群进行概率暴露估计。最后，将通过针对学龄儿童的食品消费调查来开展微塑料的人类健康风险评估。

部分摘要

动物实验中微塑料毒性研究的选择

在三个国际文献数据库（Web of Science、PubMed、Scopus）和两个中国数据库（中国国家知识基础设施（CNKI）和万方）中进行了系统文献搜索，以检索旨在获取与微塑料暴露相关的健康效应端点的啮齿动物研究。搜索策略包括以下关键词：“microplastic”、“nanoplastic”、“mice”、“rats”、“risk assessment”等。

微塑料暴露后的健康效应不良后果路径框架

文献搜索共找到269篇文章，其中83篇啮齿动物研究符合本研究的目的（表S1）。图1总结了搜索结果和研究选择过程。共提取了375个数据点，涵盖了35种不同的健康效应终点。利用第2.2节描述的AOP框架，本研究总结了不同生物组织层次上微塑料暴露的健康效应终点（见补充材料）。

结论

本研究首次使用一种新的健康效应敏感性分布（HESD）方法得出了微塑料的人类健康指导值。总体HC₅值为0.596 μg/(kg-bw·d)，男性和女性的具体阈值分别为1.273 μg/(kg-bw·d)和0.126 μg/(kg-bw·d)，这表明可能存在性别相关的敏感性差异。通过建立全面的微塑料食品污染数据集，我们能够估算出人们的暴露情况。