《Cardiovascular Toxicology》：Microplastics and Nanoplastics in Cardiovascular Disease: An Emerging Cardiovascular Risk Factor
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本文综述了微塑料与纳米塑料（MNPs）作为新兴心血管风险因子的最新证据。文章系统梳理了MNPs的暴露途径、其在人体心血管组织（如动脉粥样硬化斑块、血栓、心肌）中的检出、以及诱发氧化应激、内皮功能障碍、线粒体损伤、免疫激活和凝血途径失调等关键毒性机制。这些机制共同推动了动脉粥样硬化的发展与进展、斑块失稳、动脉血栓形成及心脏重构。综述强调了将环境塑料污染物识别为心血管毒素的紧迫性，并呼吁将环境暴露纳入心血管疾病预防框架。
在当今世界，塑料污染已无处不在。当这些庞大的塑料废物在环境中逐渐碎裂，便形成了尺寸更小的微塑料（MPs，小于5毫米）和纳米塑料（NPs，小于1微米）。它们悄无声息地渗透进我们呼吸的空气、饮用的水以及摄入的食物中，构成了持续不断的人类暴露背景。长久以来，人们认为这些微小的塑料颗粒是生物惰性的，但越来越多的证据正在颠覆这一认知。研究表明，MNPs能够穿越上皮和内皮屏障，进入全身循环，并最终积聚在包括心血管在内的各种组织中。这引发了一个紧迫的科学问题：这些看不见的“环境入侵者”，是否会成为危害我们心脏健康的新威胁？
微塑料与纳米塑料：从环境到血管
人类主要通过 ingestion、inhalation 和少量的 dermal contact 三种途径持续暴露于MNPs。据估算，成年人每年可能吸入数百万至数千万颗，并通过饮水和食物摄入类似数量的颗粒。一旦进入体内，尺寸更小（尤其是纳米级）、表面带正电荷的颗粒更容易穿透生物屏障，进入血液循环。
令人警觉的是，MNPs并非仅仅“路过”我们的身体。近年来，先进的检测技术已在人体颈动脉和冠状动脉斑块、动脉样本、血栓以及心脏组织（如心肌、心包）中直接检出了MNPs。例如，在动脉粥样硬化斑块中检测到的聚合物负荷高于未受累的主动脉组织，并且MNP阳性斑块的存在，与未来三年内心肌梗死、卒中及全因死亡的发生风险增加相关。这些发现为MNPs直接参与心血管病理过程提供了“概念验证”级别的证据。
心血管毒性：多重机制的汇聚
MNPs是如何损害心血管系统的？实验研究与早期临床证据揭示了多条相互交织的致病通路，它们共同指向动脉粥样硬化的发生发展、斑块失稳、血栓形成及心脏重构。
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氧化应激与内皮功能障碍：这是最常被提及的核心机制。MNPs（尤其是纳米颗粒）被血管内皮细胞、平滑肌细胞和免疫细胞内化后，可导致线粒体功能紊乱，大量产生活性氧（ROS）。过量的ROS会消耗一氧化氮（NO），破坏内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的正常功能，导致血管舒张障碍。同时，ROS还会激活核因子κB（NF-κB）等炎症通路，促使血管细胞粘附分子-1（VCAM-1）和细胞间粘附分子-1（ICAM-1）表达上调，吸引单核细胞粘附并浸润至血管内皮下，这正是动脉粥样硬化的起始步骤。
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系统性及血管炎症：MNPs可作为外来物质，被免疫细胞表面的模式识别受体（如Toll样受体）识别，进而激活NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎性体等炎症小体。这导致白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎细胞因子大量释放，引发并维持慢性的低度全身性炎症状态。在载脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠模型中，口服聚苯乙烯纳米塑料可加速动脉粥样硬化斑块进展，并使斑块特征更倾向于“易损”（如胶原减少、巨噬细胞浸润增加）。
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线粒体损伤与心肌功能障碍：心肌细胞高度依赖线粒体产生能量。研究表明，MNPs可定位到心肌细胞的线粒体，引起线粒体膜电位下降、ROS产生增加、ATP生成减少，甚至诱导线粒体自噬障碍。功能上，这会导致心肌细胞收缩力下降、钙处理异常。动物实验也观察到，长期暴露于MNPs可引起心肌纤维排列紊乱、间质纤维化、炎性细胞浸润，最终导致左心室射血分数下降、心脏扩张和心律失常易感性增加。
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遗传与表观遗传改变：除了直接的细胞应激，MNPs暴露还可能造成更深远的影响。ROS导致的DNA氧化损伤可能引发基因组不稳定。此外，研究提示MNPs能改变DNA甲基化模式、组蛋白修饰（如乙酰化、乳酰化）以及非编码RNA（如microRNA）的表达，这些表观遗传学改变可能长期重编程炎症、脂质代谢等通路，形成一种“环境记忆”，从而持续增加心血管疾病的易感性。
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凝血功能紊乱与血栓形成：MNPs，特别是表面带有氨基修饰的颗粒，被证实可以吸附血浆蛋白，增强血小板反应性，加速体内血栓形成。在人体血栓样本中也检出了微塑料的存在。这些发现暗示MNPs可能通过促进高凝状态，参与急性动脉血栓事件（如心肌梗死、缺血性卒中）的发生。
从机制到疾病：MNPs在心血管病理场景中的角色
基于上述机制，MNPs可能在多种心血管疾病场景中扮演“推手”角色。
在动脉粥样硬化的发展与进展中，MNPs诱导的内皮功能障碍和炎症启动了斑块形成。持续的炎症环境促进平滑肌细胞表型转换、细胞外基质重构，驱动斑块生长。而氧化应激等机制则可能导致斑块坏死核心扩大、纤维帽变薄，增加其不稳定性，使之更容易破裂。
在动脉血栓形成的急性事件中，斑块破裂后，MNPs可能通过其促炎和促凝作用，加剧局部血小板聚集和凝血级联反应，形成闭塞性血栓，最终引发急性心肌梗死或脑卒中。
在慢性心脏重构与功能损害方面，长期、低剂量的MNPs暴露可能通过持续的心肌炎症、线粒体功能障碍和纤维化，导致心脏结构缓慢重塑，收缩和舒张功能逐渐恶化，这可能成为心力衰竭发生发展的潜在环境贡献因素。
结论与展望：一个亟待重视的新风险
将现有证据置于经过改编的“科赫法则”框架下审视：MNPs（致病因子）已被广泛识别并在环境中普遍存在；它们已在心血管疾病患者的相关组织（斑块、血栓等）中被检测到；实验研究证实，引入MNPs能在动物模型中重现心血管损伤的多种特征；相关的分子生物学机制（氧化应激、炎症等）也已得到阐明。这些证据链强烈提示，微塑料和纳米塑料应被视作一个新兴的心血管危险因素。
然而，重要的知识空白依然存在。我们缺乏标准化的MNP暴露生物标志物，对人体真实的剂量-效应关系知之甚少，也缺少大规模前瞻性队列研究来明确其长期健康风险。目前，将环境塑料污染整合进心血管疾病预防和风险评估框架已刻不容缓。这需要环境科学、心血管医学、流行病学等多学科的紧急协作与深入研究。认识到环境塑料是潜在的心血管毒素，不仅关乎个体健康，更是一项重大的全球公共健康议题。
