借肠道菌群排出永久化学物质

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撰文 | 诺拉·布拉德福德（Nora Bradford）

翻译 | 王越

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有疏水、耐高温等特性的人造化学物质，广泛应用于工业和消费品中，比如雨衣，以及过去的不粘锅中。但PFAS往往需要数百上千年才能降解，而被称为永久性化学物质。数十年来，这类有毒物质不断在环境中累积，从土壤到饮用水，如今甚至已经进入到人体血液和组织中。

研究表明，PFAS可能导致多种癌症、生殖系统疾病、甲状腺问题以及免疫力下降。为避免PFAS通过食物、饮用水等途径进入人体，科学家一直在全力寻找从我们周围环境中去除PFAS的方法。现在，一支研究团队或许找到了清除人体内PFAS的策略。

《自然·微生物学》（Nature Microbiology）近期发表的研究指出，人体肠道内的常见细菌，比如单形拟杆菌（Bacteroides uniformis）和内脏臭气杆菌（Odoribacter splanchnicus），也许可以用来吸收PFAS，而后将其随粪便排出体外。

对于PFAS污染问题，“我认为这项研究为解决这一棘手难题带来了曙光，”英国剑桥大学分子生物学家基兰·帕蒂尔（Kiran Patil，这项研究的通讯作者）说，“这些与人类共生数千年的肠道细菌，或许早已在帮助我们清除有毒化学物质。”

在实验室条件下，研究者首先测试了PFAS及其他污染物与数十种人体肠道细菌的相互作用。他们发现，其中有9种细菌能高效地吸收特定类型的PFAS，它们可以在24小时内清除其所处的培养环境中23%至74%的PFAS。研究者认为，这些特定种类的细菌有望在人体内与PFAS结合，然后将其随粪便排出体外。

先前的研究表明，污染土壤中的细菌能与PFAS结合。但帕蒂尔指出，这种环境中的细菌暴露于较高浓度的PFAS中，且对这类物质的富集能力相对较弱，“所以我们当时并不认为肠道细菌会有什么特别之处。”

帕蒂尔表示，许多研究者原本以为PFAS只会吸附在肠道细菌细胞膜上，而不是被吸收进细菌内。然而，在这项研究中，肠道细菌富集的PFAS总量超过了细胞膜所能容纳的极限。因此研究者推测，这些化学物质其实已经进入到细菌内部。为验证这一假设，帕蒂尔和他的同事使用了一种高分辨率低温成像技术。他们先将细菌快速冷冻，接着用被聚焦成极小尺寸的离子束轰击细菌样本表面，然后把溅射出的物质引入质谱仪中分析。结果他们检测到了源自细菌内部的氟信号，这正是PFAS存在的证据。

为了验证这类细菌能否在生物体内富集PFAS，研究者使用了自身缺乏微生物组的无菌小鼠，并把几种被证明能吸收PFAS的人类肠道细菌移植进无菌小鼠的肠道内。接着，他们将这些小鼠暴露于不同水平的PFAS中，并检测小鼠粪便中的PFAS含量。结果他们发现相比于无菌小鼠，携带能吸收PFAS的细菌的小鼠显示出更高的PFAS排泄量。而且，这类细菌对PFAS的富集能力越强，通过粪便排出的PFAS就越多。

不过，从小鼠研究到人类应用的转化，还有很长的路要走。现在，帕蒂尔和同事正在计划一项临床试验，以检验含有此类细菌的益生菌能否有效补充人体微生物组，进而降低我们体内的PFAS。但他们指出，这样的试验将比小鼠试验更为复杂。在小鼠研究中，研究者可以严格控制可变变量，即小鼠微生物组。然而，人体试验却要考虑更多的可变变量，因为“人与人之间的微生物组差异巨大，”剑桥大学毒理学家安娜·林德尔（Anna Lindell，这项研究的第一作者）解释道。

本文选自《环球科学》2025年10月刊“前沿”栏目。

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