微塑料对肠道微生物群系和健康的影响：食品安全的视角

21 FOOD 安全 AND 质量系列 ISSN2415-1173 的影响 肠管上的微塑料微生物和健康 食品安全视角 的影响 肠管上的微塑料 微生物和健康 食品安全视角 联合国食品和农业组织罗马，2023年 所需引文： 粮农组织。2023年。微塑料对肠道微生物组和健康的影响-食品安全的观点。Food 安全与质量系列，第21号。罗马。https://doi.org/10.4060/cc5294en 本信息产品中使用的名称和材料的呈现并不意味着表达联合国粮食及农业组织的任何意见 关于任何国家、领土、城市或地区的法律或发展状况的国家(粮农组织) authories,orconcerningthedelimationofitsborriantiersorboundaries.Thementionofspecificficcompanies 或制造商的产品，无论这些产品是否已获得专利，并不意味着这些产品已经得到粮农组织的认可或推荐，优先于未提及的其他类似性质。 ISSN2415-1173[打印] ISSN2664-5246[在线] ISBN978-92-5-137807-6978-92-4-000629-4[电子版](WHO) ©粮农组织，2023年 保留一些权利。这项工作在知识共享署名-非 商业共享3.0IGO许可证(CCBY-NC-SA3.0IGO;https://creativecommons.org/licenses/ 由nc-sa/3.0/igo/legalcode)。 根据本许可证的条款，本作品可以复制、重新分发和改编为非商业作品目的，前提是该作品被适当地引用。在任何使用本作品时，不应有建议粮农组织认可任何特定组织、产品或服务。使用粮农组织徽标 不允许。如果作品被改编，则必须在相同或同等的Creative下获得许可 Commonslicense.Ifatranslationofthisworkiscreated,itmustincludethefollowingdisclaimeralong 带有所需的引用：“此翻译不是由粮食及农业组织创建的 联合国（粮农组织）。粮农组织对本翻译的内容或准确性概不负责。正本英文版为权威版。" 根据许可证产生的不能友好解决的争议将通过调解和除非另有规定，否则许可证第8条所述的仲裁。适用的 调解规则将是世界知识产权组织http://www的调解规则。wipo.int/amc/en/mediation/rules和任何仲裁将根据仲裁进行联合国国际贸易法委员会(贸易法委员会)规则。 第三方材料。用户希望重新使用此作品中归因于第三方的材料，例如表、fiGURE或图像，负责确定重用是否需要权限 以及获得版权所有者的许可。侵权导致的索赔风险工作中的任何第三方拥有的组件完全属于用户。 销售、权利和许可。粮农组织信息产品可在粮农组织网站(www.fao.org/ 出版物），并可通过publications-sales@fao.org购买。商业用途的请求应 通过以下方式提交：www.fao.org/contact-us/license-request。有关权利和许可的查询应提交给:copyright@fao.org。 封面照片[从左到右]： ©粮农组织/ClaudiaAmico；©粮农组织/DavidHogsholt；©FAO/GMBAkash 设计和布局：工作室PietroBartoleschi CONTENTS 确认书………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………v ……………………………………………………………………………………… 执行摘要……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………。 CHAPTER1 1 CHAPTER2 方法学7 文献综述…………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………7 筛选文章和选择标准……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………8 CHAPTER3 调查结果9 聚苯乙烯10 聚乙烯14 其他塑料：聚酰胺或尼龙、聚氯乙烯 CHAPTER4 讨论19 微塑料-聚合物类型和尺寸19 微塑料-浓度 微塑料.化学品的表面性质和吸附22 模型24 暴露时间25 25对宿主和微生物群的影响 风险评估26 CHAPTER5 研究空白与机会29 CHAPTER6 结论31 iii 32 附件一 调查结果41 Figures 1、胃肠道环境与微生物生态位… 2.肠道微生物群分类组成的例子……………… 3.文章选择过程的图形表示 用于文献综述……………………………………………………………… 4.实验PS与PE粒径/浓度的关系 用于本综述中的研究。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 TABLES 1.来自PubMed和WebofScience的查询搜索词和结果………………………………………………………… AI.1报…告…聚…苯…乙…烯…影…响…的…摘…要……文…章……………………………………………………………………………………… …肠…道…微…生…物…组…及…其…对…宿…主…健…康…的…影…响… AI.2报告聚乙烯影响的摘要文章 肠道微生物组及其对宿主健康的影响 AI.3报告杂项塑料影响的摘要文章(尼龙 和PVC）对肠道微生物组及其对宿主健康的影响44 iv ACKNOWLEDGEMENTS 该出版物的研究和起草由卡门·迪亚斯进行- Amigo（粮农组织食品系统和食品安全司[ESF]）和SarahNajeraEspinosa（ESF）在CatherineBessy的技术领导和指导下， 高级食品安全局(ESF)。 高级食品安全官（ESF）MarkusLipp的支持和指导，以及食品安全VittorioFattori提供的技术投入和见解 Officer(ESF)，ManuelBarange，渔业和水产养殖(粮农组织)，Keya 慕克吉(ESF)，康周，食品安全与质量委员会(ESF)和豪尔赫 Pinto-Ferreira，食品安全和产品质量(ESF)在整个过程中该出版物的发展得到了赞赏。 粮农组织感谢MarkFeeley(加拿大顾问)、SangeetaKhare专家 （美国食品和药物管理局）和AnilPatri（美国食品和药物管理局）和药物管理局)，感谢他们对 改进草案。 最后，特别感谢卡雷尔·卡伦斯首席经济学家高级顾问， 治理和政策支助股(粮农组织DDCG)和FanetteFontaine，科学 政策顾问(DDCG)，感谢他们在粮农组织的先驱举措，提请注意并就微生物对食物系统的影响展开对话。 v 缩写和缩写 DEHP邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯EFSA欧洲食品安全局 FAO联合国粮食及农业组织IFN干扰素 JRC联合研究中心 KEGG京都基因和基因组百科全书MP微塑料 NO一氧化氮NP纳米塑料 OTU业务分类单位PAE邻苯二甲酸酯PAH多环芳烃 PBDE多溴联苯醚PCB多氯联苯PE聚乙烯 PET聚对苯二甲酸乙二醇酯POP持久性有机污染物 PP聚丙烯PS聚苯乙烯 PUR聚氨酯PVC聚氯乙烯ROS活性氧 TDI每日耐受摄入量WHO世界卫生组织 vii viii 执行摘要 微塑料（0.1至5000μm）和纳米塑料1（0.001至0.1μm）无处不在由于对环境的潜在影响而引起人们关注的污染物， 动物和人类健康。它们释放塑料添加剂或吸附的能力，运输和释放环境污染物(如重金属和有机 污染物)，因此它们有能力改变这些污染物的暴露和毒性 污染物，还没有得到很好的研究。需要进一步的研究来理解如果以及如何微塑料暴露或与其他化学品共同暴露影响 宿主和肠道微生物组。 在过去的两年中，对这一主题的研究有所增加，但数量有限许多研究已经评估了微塑料和纳米塑料对 肠道微生物组。尽管大多数研究都是在水生生物上进行的动物，因为它们被认为是微塑料污染的哨兵，只有一个少数已经在哺乳动物（小鼠）上进行。大多数研究调查微塑料和纳米塑料对胃肠道的影响较小 肠道，在某些情况下导致肠道结构和功能的改变 （渗透性，炎症和免疫反应），氧化应激和肠道生态失调。尽管由于模型的差异，比较研究很难 动物，微塑料的类型，大小和浓度，以及暴露时间，有迹象表明，更高的浓度和非球形微塑料 形状增加了影响的严重性。大多数研究使用微型塑料和在纳米尺度上进行的有限研究(一些比较了 微塑料与纳米塑料)表明，改变的类型是大小规格的fic。肠道菌群的评估2主要限于调查变化 它的组成和多样性。3从这个意义上说，有必要进一步研究，如果和微塑料如何也可以改变微生物组的功能，如果改变 是微塑料的直接影响或宿主对粒子。 1在本报告中，微塑料和纳米塑料仅指初级或次级小塑料颗粒/ 碎片。工程微粒或纳米颗粒(例如银或金纳米颗粒)不是包括在这项工作中。 2本报告包括两个相关术语：微生物区系和微生物组。一般来说，微生物区系是指微生物个体的集合。微生物组是一个更全面的术语，包括整体 微生物群的遗传组成和功能。 3分类学多样性是指DefiNed研究单位中物种的多样性和丰度 （Magurran，2013）。它具有两个组成部分，即丰富度（研究单位中的物种总数）和均匀度(群落中各种物种丰度的相对差异)(Young和 Schmidt,2008). ix 这篇综述中包含的研究证实了由fi确定的研究空白科学fi社区，即对微生物组、微塑料和 纳米塑料，以及需要一种协调和参考的方法微塑料和纳米塑料的材料。实验应该用 非常小心，以避免交叉污染。额外的研究将有助于提供对较小的微塑料和纳米塑料的毒性和动力学的进一步见解，它将提供食物中发生的数据。 x CHAPTER1INTRODUCTION 微塑料是无处不在的环境污染物，可以在 穿过食物网的有机体。此外，它们可以携带其他化学物质和微生物污染物，这可能会放大塑料的影响 对生物的污染，包括进入人类食物供应的生物 链。这篇综述评估了微塑料的影响1(0.1μm至5mm)和 纳米塑料(≤100纳米)对动物模型肠道微生物组的影响-包括那些模仿人类-并评估对宿主健康的潜在后果。 塑料是通过化学工艺制成的轻质、坚固和多功能材料广泛的有机聚合物(如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙)。最常见的塑料类型是高密度和低密度聚乙烯(PE)， 聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PUR) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）（Geyer，Jambeck和Law，2017）。加热时，塑料可以塑造成不同的坚硬或可弯曲的形状。自第二世界以来 战争中，塑料已经成为一种方便的材料，几乎用于每个行业和 我们的日常生活。在过去的几十年里，塑料的使用呈指数级增长，从 1950年全球200万吨，2019年全球近3.68亿吨(欧洲塑料， 2020）。迄今为止，已生产了约83亿吨。如果生产趋势继续，到2050年，估计将制造260亿吨废物， 预计将有120亿吨最终进入环境中(Geyer，JambeckandLaw,2017)。当塑料暴露于紫外线辐射、摩擦和其他环境中的物理、化学和生物过程，它们会分解 变成更小的碎片，最终形成更小的颗粒，称为微塑料 和纳米塑料2（Wayman和Niemann，2021年）。大小，形状和化学这些颗粒的成分可以变化。微塑料污染未被识别为 一个问题，直到科学fic社区在20世纪70年代初提出这个问题(CarpenterandSmith,1972).Plas