【睡前消息1021】微塑料太多，还是你太胖？
微塑料危害的研究偏差
大家好，2024年9月24日星期二，欢迎收看第1021期睡前消息，请静静介绍话题。
微塑料危害的研究偏差
1月13日，英国《卫报》发布重磅调查报告，介绍了去年11月《自然医学》期刊的内容。这篇文章是一封质疑性，对声称人类大脑中微塑料浓度快速上升的研究提出了严厉批评。质疑者用严谨的学术语言说，该研究似乎面临方法学挑战，例如污染控制措施不足和缺乏验证步骤，这可能影响报告浓度的可靠性。最近几年，微塑料是一个热门的健康话题，我们现在到底有没有证明微塑料的危害？
不好说，但是至少不应该在还没有确认问题的时候，就盲目制造恐慌。过去几年，微塑料进入人体的研究论文，比上海街头的垃圾桶还要多。这些发表在顶级期刊上的研究对象，包括血液、胎盘、心脏、大脑，几乎覆盖了人体的所有重要器官系统。这些研究让人们对体内大量微塑料的潜在威胁产生了焦虑。
某些论文认为，除了毒性和物理伤害之外，一些穿过消化道壁进入人体器官的微塑料可能无法排出体外，会引起炎症反应，导致免疫细胞反复攻击同一个区域，类似于纹身时使用的墨水进入身体，增加癌症的风险。
2024年有一篇发表在《自然》杂志上的论文，《死者大脑中的微塑料生物累积》，得出了一个惊悚的结论：大脑和肝脏中的磁性纳米颗粒浓度有上升趋势，组织中发现的大多数颗粒由聚乙烯组成，似乎是纳米塑料碎片或者是薄片。正常死亡者脑组织样本中的颗粒浓度比肝脏或者肾脏中的浓度高了7到30倍。痴呆症患者脑组织样本中的微塑料含量更高。这篇论文虽然也在结尾强调了相关性不等于因果性，但还是引发了微塑料是否会导致阿尔兹海默症的讨论。
2024年11月，德国海姆霍兹环境研究中心的化学家杜尚·马特里奇批评了《自然》杂志这篇重磅论文。他指出一个关键问题：人类大脑含有约60%的脂肪，而脂肪在常用的检测方法中会产生假阳性，信号很容易就和聚乙烯混淆。换句话说，这些研究者检测到的颗粒可能根本就不是微塑料，而是脂肪组织。另外还有很多论文曾经使用过类似的方法研究人体器官内的微塑料含量，结论也许都不靠谱。
要讨论微塑料，首先要明确什么是塑料。塑料是主要由聚合物制成的合成材料，由非常长的重复分子链组成，通常是用石油或者天然气制造的。微塑料是小于5毫米的微小塑料颗粒，纳米塑料定义是小于1微米，通常是塑料制品在制造和使用过程中磨损或者分解的结果。因为过去大半个世纪的塑料使用，微塑料颗粒肯定已经无处不在了。矿泉水瓶、一次性餐具，再到可以微波炉加热的塑料餐盒，这些塑料制品表面都有可能脱落一些微米级和纳米级的微塑料。
目前可以被探测到的最小尺寸的微塑料，直径在10到50纳米。探测方法就是前面提到的热解气相色谱质谱法。听名字就知道，热解气相色谱质谱法包括三个步骤：一、热解，热分解样品；二、气相色谱，分离挥发性化合物；三、质谱，测定离解化合物的成分和含量。
具体来说，聚合物在缺氧条件下快速加热，会产生独特的小挥发性分子指纹，所以质谱可以用来判断化合物。问题就出在这里，被认为是聚乙烯和聚氯乙烯产生的烟雾中，有一些小分子可能就是来源于人体组织中的脂肪。当然实验者也知道这一点，他们会用化学物质去除人体组织，但是如果残留了少量组织，就会有脂肪颗粒被蒸发之后被识别成微塑料。
马特里奇指出，原论文说大脑中微塑料含量比肝脏高了近10倍，真正的原因可能是大脑的脂肪含量约60%，而肝脏只有约5%，两边都有大量的脂肪小颗粒被识别成微塑料，所以才产生了10倍的差异，和脂肪的比例几乎一致。马特里奇还提出，研究者用类似方法测定的所谓微塑料浓度上升趋势，可能只是反映了最近30年人类的整体肥胖率在上升。
马特里奇引用了原论文的数据计算，当代普通人脑组织的总塑料浓度中位数是每克组织含1254微克。一般人的大脑约为1500克，乘起来这就是含塑料1.8克，这个数据已经难以置信了。进一步看，原论文宣布，痴呆症患者大脑样本的总塑料浓度中位数是每克含26000微克，换算下来，痴呆症患者大脑里面有39克微塑料，可以捏一个不算小的玩具了。很明显，再严重的痴呆症也不可能在脑子里捏一个乐高玩具，所以马特里奇判断，微塑料进入大脑的论文就是一个笑话。
除了马特里奇，之前2024年1月，澳大利亚昆士兰大学的环境化学家卡桑德拉·劳尔特在《环境科学与技术》期刊上发表文章，总结了目前关于微塑料的18项研究，认为他们都没有考虑假阳性的风险。他也认为热解气相色谱质谱法不适合用于鉴定聚乙烯或者PVC的含量。马特里奇与卡桑德拉的分析显示，大多数关于微塑料的生理学论文，从起点可能就是错的。
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微塑料危害的实证研究
如果排除错误计量方式的影响，有哪些微塑料的危害已经被证实？
抛开小型动物不说，塑料对于中大型海洋生物的影响有明确的证据。比如海龟会直接误食微塑料，他们经常把塑料袋或者碎片当成水母或者是捕食已经摄入微塑料的猎物。这会导致他们肠道阻塞、消化道穿孔和营养不良。很多海龟吃到大量塑料之后觉得饱，不吃真正的食物，最终会饿死。2019年，一只手掌大小的死亡海龟幼体胃里发现了104块塑料碎片。
但是这些海龟吃的塑料碎片尺寸太大了，通常是毫米到厘米尺度的，人类正常来说不会吃，吃了也会正常排出。大多数论文关心的问题还是纳米尺寸的微塑料可能会被人类的消化系统吸收，进入血液，然后进入各个器官，甚至穿透血脑屏障进入大脑。
对于微塑料的影响，多数研究从人类之外的动物开始，总体的结论偏负面，但是现在回头看，也缺乏明确结论。我先举几个认为有影响的例子。
德国基尔海姆霍兹海洋研究中心在《自然通讯》杂志上发表论文，浮游生物摄食微塑料会加速全球海洋氧气流失。论文认为，微塑料被浮游动物吃掉，阻止他们吃更多的植物，反而导致了海洋浮游植物和藻类增加，最终效果是北太平洋水体中的氧气含量减少10%。
北京首都医科大学在化学期刊《光化学层》发表论文，聚乙烯纳米塑料对斑马鱼胚胎发育的心血管毒性评估。论文指出，聚乙烯纳米塑料可能会促进心包积液的发生，抑制血管生成以及诱导血栓形成。不过这个期刊现在已经被提出SCI，文章的可信度因此要打折扣。
还有一些论文认为微塑料就没有影响。比如加拿大曼尼托巴大学昆虫学系在《环境科学与技术》杂志发表论文，标题就点明了他们的观点：在大规模湖泊模拟实验中，环境相关浓度的微塑料对远洋浮游动物群落的影响极小。他们在加拿大七个中型湖泊中加入了各种环境标准浓度的微塑料，为期10周的研究结束之后发现，湖中浮游动物的总丰度和群落组成并没有受到负面影响。
如果一定要讨论和人类的关联，目前唯一相对可靠的负面证据是微塑料和动脉斑块有关联，可能会增加心梗、中风死亡风险。其他的研究最多只能说是高度疑似或者潜在风险。2024年，意大利坎帕尼亚大学在《新英格兰医学杂志》发表论文，《动脉粥样硬化斑块与心血管事件中的微塑料和纳米塑料》。研究发现在接受颈动脉斑块切除术的患者中，斑块中检测到微塑料纳米塑料的患者，在后续的34个月的随访中，心肌梗死、中风或者任何原因死亡的风险比对照组高了约4.5倍。
不过原团队明确说了，研究结果并不能证明因果关系，斑块内的微塑料和心血管疾病之间的关联也有可能是受到其他因素的影响。比如研究团队声明了，他们并未考虑PM2.5和PM10的暴露水平，而PM2.5和PM10的粉尘已经明确是心血管疾病的风险因素了。有一种可能性，这些额外的心血管疾病患者，生活环境本来就充满了PM2.5和PM10颗粒，微塑料只是他们吸入的一种小颗粒。
对于这些研究，英国的普利茅斯海洋实验室在《科学》期刊发表了综述，统计了所有研究论文，发现45%的研究报告了微塑料的负面影响，同时还有14%的研究报告认为微塑料没有负面影响。一句话总结，就是人类确实和微塑料颗粒在密切接触，但是长期危害尚无定论。
学术压力与微塑料研究
如果有朝一日，微塑料的危害得到证实，人类有办法应对吗？
塑料是人类几十年前发明的高分子材料，自然界几乎没有类似的化合物，所以大多数动物没有形成微塑料的代谢能力。但是单细胞生物不一样，它的进化速度极快。目前全世界80%的海域都发现了吃塑料的细菌。2023年，英国的邱园皇家植物园等机构的研究综述显示，已经发现超过400种细菌和真菌能够降解塑料。
其中最著名的代表是大阪界菌。日本科学家2016年在塑料瓶回收场附近的土壤和废水中发现了它。大阪界菌是第一个自然进化而来，能够完全吃掉PET塑料，并以此为唯一碳源和能量源的细菌物种。在实验室的条件下，大阪界菌能够在炎热天气、近中性的酸碱水平下，几周之内就完全降解PET薄膜，大多数产物只是二氧化碳。
这些微生物或许可以帮助人类降解微塑料，比如利用这些细菌分泌的酶，高效分解人体肠道内的PET塑料。只要企业可以利用基因工程把这些酶移植给其他微生物，或者直接开发酶制剂。大肠杆菌就是生物工程的常年改造对象，人体的肠道是大肠杆菌日常生活的环境，药企可以改造大肠杆菌，让它生产塑料降解酶，在消化系统中帮助分解微塑料，避免微塑料通过肠道壁进入血液。
还有一些微生物并不能直接代谢塑料，但是他们能够吸附微塑料颗粒，促进微塑料经过肠道排出。在小鼠实验中，这些菌株可以将微塑料的排出率提高34%，肠道残留减少了67%。人类发明对付微塑料的工具，可能会和当年发明塑料一样快。目前来看，微塑料就算有危害，也不是几年之内立刻要爆发的严重风险，所以暂时不要对微塑料有太大的恐慌。
微塑料研究在受到质疑之前，已经养活了上千个博士，发了数不清的论文，这种现象在科学界常见吗？
长期以来，全世界的学术界都有一个说法：出版或者毁灭。年轻的学者必须持续、快速地发表高质量的学术论文或者专著，否则容易丢掉教职，也拿不到经费，彻底毁掉自己的未来。其中博士后签的往往是六年“非升即走”合同，科研压力最大，他们必须在短期内积累足够的论文和引用量，否则永远不可能晋升教授。
就算已经成为教授，长期没有重磅论文，实验室也会被施加压力或者失去资助。2024年，59岁的香港城市大学建筑土木系教授李衍桦跳进地铁自杀，他死之前曾经对家人抱怨工作压力。今年1月16日，小红书上还有一个热点是“副教授转岗女保安”，浙江某高校一位女性副教授因为未达成考核，被学校转岗为保安，引发广泛关注，但是目前还没有确认真实性。
因为有时间压力，青年学者只能追热点，快速完成实验，快速发表论文，被迫忽略实验方法的严谨性。另外，即便是顶级的期刊，双盲评审的匿名性也可能会鼓励不负责任的评论或者忽略明显的缺陷。审稿工作无偿，而且消耗时间，对于大多数没有特别创意的论文，审稿人不觉得对自己有帮助，往往就会草率审查，不去验证研究方法。对于科学研究的研究发现，即使在设计实验中故意插入错误，大多数审稿人也只能发现约四分之一的问题。世界是一个巨大的草台班子，在微塑料研究领域尤其是。
类似的情况在其他领域也发生过，比如热门的阿尔兹海默症领域，经常有论文被发现图像数据篡改，或者是赶进度而忽略实验方法重大缺陷。我们之前关注的所谓国产特效药971，论文阶段就被发现曲线太漂亮，现在药监局已经取消了审批。这种现象全世界都有，斯坦福大学校长马克·泰希尔-拉维涅多篇论文因为图像篡改被调查，其中就包括了2001年两篇《科学》和1999年一篇《细胞》。
还有一个就是著名的心肌干细胞事件。哈佛医学院教授、再生医学中心主任皮埃罗·安韦萨从2001年开始在《自然》、《细胞》这些顶级期刊发表论文，他声称成年骨髓来源的干细胞注射到受损小鼠心脏之后，能够分化出新的心肌细胞，大面积的修复心肌梗死区域。2018年，调查确认安韦萨实验室31篇论文存在数据伪造、篡改或者捏造，哈佛正式建议各大期刊要撤回这些论文。
但是17年间，论文没有受到严格审查，凭空编造了一个研究领域，形成了研究热点，先后有几十亿美元被投入研究。大多数论文都默认心脏可自我再生是一个既定事实，然后想办法改变各种环境，加强再生效果。更神奇的是，大多数作者居然也真的得到了正面的研究结果，这和传统相声《看匾》完全是一个套路。
心肌干细胞事件引发了全球学术界对于盲目跟风的反思，但从这次微塑料事件来看，年轻的学者并没有改掉追热点的恶习。而且最大的代价可能还不是浪费的科研资金，而是全社会产生的恐慌，以及为此修改的生活习惯。在各大电商平台搜索微塑料，可以看到微塑料过滤器已经是饮水机的重要卖点了。科学界需要尽快展开严肃研究，避免在民间制造类似于当年酸碱体质的伪科学保健品市场。
感谢各位收看，1021期睡前消息到此结束，我们周五再见。