研究人员震惊地发现，暴露于塑料颗粒时，细菌的抗微生物抗药性增强，并指出这可能对难民产生重大影响。
微塑料——微小的塑料碎片——遍布全球。它们已通过食物链进入海洋，聚集在云层和山脉上，并以惊人的速度被发现存在于我们的身体内部。科学家们一直在急于发现这么多塑料对我们周围环境的意外影响。
一个可能且令人惊讶的后果是：更多的耐药细菌。
在一项令人震惊的发现中，波士顿大学的研究团队发现，暴露于微塑料的细菌对用于治疗感染的多种抗生素产生了耐药性。他们表示，这对居住在难民安置点等高密度贫困地区的人们尤其令人担忧，因为这些地方废弃的塑料堆积且细菌感染传播迅速。这项研究发表在《应用与环境微生物学》上。
“微塑料在我们周围无处不在，尤其是在卫生条件可能有限的贫困地区，这是这一观察结果引人注目的部分，”波士顿大学工程学院生物医学工程教授穆罕默德·扎曼说，他研究抗微生物抗药性和难民及移民健康。“这确实让人担忧，这可能使不利社区面临更高的风险，并进一步强调了对[微塑料和细菌]相互作用的更高警惕和更深入的理解的必要性。”
据估计，每年与抗微生物耐药感染相关的死亡人数为495万。细菌对抗生素产生耐药性有许多不同的原因，包括药物的误用和过度处方，但微环境——微生物的直接周围环境——是一个促使抗药性的重要因素，在此细菌和病毒进行复制。在波士顿大学的扎曼实验室，研究人员严格测试了常见细菌大肠杆菌 (E. coli)在含有微塑料的封闭环境中的反应。
“塑料提供了细菌附着和定殖的表面，”波士顿大学材料科学与工程博士候选人、研究的主要作者内拉·格罗斯（ENG’27）说。一旦细菌附着在任何表面上，它们会形成生物膜——一种黏稠的物质，像护盾一样保护细菌免受侵害，并使其稳固附着。虽然细菌可以在任何表面上生长生物膜，但格罗斯观察到微塑料大大增强了细菌的生物膜，以至于当将抗生素加入混合物时，药物无法穿透这个护盾。
“我们发现，微塑料上的生物膜与其他表面（如玻璃）相比，强度和厚度都大大增加，就像一座有大量绝缘材料的房屋，”格罗斯说。“目睹这一点令人震惊。”与其他材料相比，微塑料上抗生素耐药率如此之高，以至于她多次进行实验，测试不同组合的抗生素和塑料材料。每次实验结果均保持一致。
“我们正在证明，塑料的存在远不止为细菌提供附着表面——它们实际上导致了耐药生物的产生，”扎曼说。他是波士顿大学强制迁移中心的主管，旨在改善全球流离失所人群的生活。以往研究发现，难民、寻求庇护者和被强制迁移的人口，由于生活在过度拥挤的营地中并面临获取医疗保健的障碍，感染耐药细菌的风险增加。
“历史上，人们将抗生素耐药性与患者行为相关联，比如未按处方服用抗生素。但个人确实没有做什么而被迫生活在特定环境中，事实是他们面临更高的耐药感染暴露风险，”扎曼说。这就是为什么抗药性超级细菌的环境和社会原因不能被忽视。他表示，截至2024年，全球约有1.22亿流离失所者。扎曼认为，微塑料的流行可能为本就资金不足、研究不足的服务于难民的卫生系统增加了另一种风险因素。
格罗斯和扎曼表示，他们研究的下一步是弄清楚他们在实验室中的发现是否能够转化为外部世界。他们希望与海外研究伙伴共同开始研究，监测难民营中与微塑料相关的抗生素耐药细菌和病毒。他们还旨在弄清导致细菌在塑料上牢牢把握的确切机制。
“塑料高度适应性，”格罗斯说，它们的分子组成可能有助于细菌繁荣，但目前尚不清楚这是如何发生的。她说，一种理论是，塑料排斥水和其他液体，这使细菌能够轻松附着。但随着时间的推移，塑料开始吸收水分。这意味着微塑料在到达目标细菌之前，可能会吸收抗生素。他们还发现，即使将微塑料从方程中去除，曾经栖息的细菌仍能保持形成更强生物膜的能力。
“这些问题往往被从政治、国际关系或移民的角度看待，所有这些都是重要的，但往往缺失的故事是基础科学，”扎曼说。“我们希望这篇论文能够让更多的科学家、工程师和研究人员思考这些问题。”
该项工作得到了国家科学基金会的资助。
