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微塑膠危機:超級細菌的無聲推手

科學家們最近發現,微塑膠不僅汙染環境,更可能助長抗藥性細菌的崛起,這項發現令人震驚。波士頓大學的研究人員發現,暴露於塑膠微粒的細菌對抗生素的抵抗力增強,這對公共衛生構成了嚴重威脅。尤其在難民社羣,塑膠廢棄物堆積且感染容易傳播,影響可能更為嚴重。隨著微塑膠持續滲透到我們的水源、食物和空氣中,它們可能以我們從未預料的方式默默助長超級細菌的發展。

微塑膠——塑膠廢棄物的微小碎片——無處不在。它們已進入食物鏈,累積在海洋中,飄浮在雲層裡,沉積在山頂,甚至以驚人的速度進入人體。科學家們正緊急研究這種廣泛汙染的隱藏後果。其中一個令人驚訝且困擾的發現是:微塑膠可能助長抗生素抗藥性。

波士頓大學的研究人員發現,暴露於微塑膠的細菌對多種常用於治療感染的抗生素產生了抗藥性。這對生活在擁擠、服務不足地區(如難民營)的人們尤其令人擔憂,因為這些地方塑膠廢棄物堆積且細菌感染更容易傳播。這項研究於3月11日發表在《應用與環境微生物學》期刊上,凸顯了日益增長的公共衛生風險。

波士頓大學生物醫學工程教授穆罕默德·扎曼表示:「微塑膠無處不在,特別是在衛生條件有限的貧困地區,這是一個令人震驚的現象。這確實令人擔憂,這可能對弱勢群體構成更高的風險,並強調了我們需要更加警惕,並深入瞭解微塑膠與細菌之間的相互作用。」

據估計,每年有495萬人死於抗藥性感染。細菌對抗生素產生抗藥性的原因很多,包括濫用和過度開藥,但一個重要的因素是微環境——微生物的周圍環境——細菌和病毒在此複製。在波士頓大學的扎曼實驗室,研究人員嚴格測試了一種常見細菌——大腸桿菌——在微塑膠封閉環境中的反應。

該研究的主要作者、波士頓大學材料科學與工程博士候選人內拉·格羅斯表示:「塑膠提供了細菌附著和繁殖的表面。一旦附著在任何表面上,細菌就會形成生物膜——一種像盾牌一樣的黏性物質,保護細菌免受入侵並將其牢固固定。儘管細菌可以在任何表面上形成生物膜,但格羅斯觀察到,微塑膠大大增強了細菌的生物膜,以至於當抗生素加入時,藥物無法穿透這層保護。」

格羅斯說:「我們發現,與玻璃等其他表面相比,微塑膠上的生物膜更強更厚,就像一棟有大量隔熱材料的房子。這令人震驚。微塑膠上的抗生素抗藥性率遠高於其他材料,因此她多次進行實驗,測試不同抗生素組合和塑膠材料型別。每次結果都保持一致。」

扎曼說:「我們的研究表明,塑膠的存在不僅僅是為細菌提供附著的表面——它們實際上導致了抗藥性生物的發展。」他領導波士頓大學的強迫流離失所中心,該中心的使命是改善全球流離失所者的生活。過去的研究發現,難民、尋求庇護者和被迫流離失所的人群因生活在擁擠的營地中且面臨更高的醫療保健障礙,感染抗藥性感染的風險增加。

扎曼說:「歷史上,人們將抗生素抗藥性與患者行為(如未按處方服用抗生素)聯絡起來。但沒有人因為自己的行為而被迫生活在特定環境中,事實是他們更容易暴露於抗藥性感染。」這就是為什麼不能忽視抗藥性超級細菌的環境和社會原因。截至2024年,全球估計有1.22億流離失所者。扎曼表示,微塑膠的普遍存在可能為已經資金不足且研究不足的難民醫療系統增加了另一層風險。

格羅斯和扎曼表示,他們研究的下一步是確定實驗室中的發現是否適用於現實世界。他們希望與海外研究夥伴合作,觀察難民營中與微塑膠相關的抗藥性細菌和病毒。他們還希望找出細菌在塑膠上如此牢固附著的確切機制。

格羅斯說:「塑膠具有高度適應性,其分子組成可能幫助細菌繁殖——但尚不清楚這是如何發生的。」她說,一種理論是塑膠排斥水和其他液體,這使得細菌容易附著。但隨著時間的推移,塑膠開始吸收水分。這意味著微塑膠可能在抗生素到達目標細菌之前吸收它們。他們還發現,即使微塑膠被移除,曾經附著其上的細菌仍保留形成更強生物膜的能力。

扎曼說:「這些問題往往從政治、國際關係或移民的角度來看待,這些都很重要,但經常缺失的是基礎科學。我們希望這篇論文能讓更多科學家、工程師和研究人員思考這些問題。」

進一步探索:微塑膠正在助長致命超級細菌的崛起

參考文獻:Neila Gross、Johnathan Muhvich、Carly Ching、Bridget Gomez、Evan Horvath、Yanina Nahum 和 Muhammad H. Zaman 於2025年3月11日發表在《應用與環境微生物學》期刊上的「微塑膠濃度、組成和大小對大腸桿菌生物膜相關抗藥性的影響」。DOI: 10.1128/aem.02282-24

這項工作得到了美國國家科學基金會的支援。