導(dǎo)語

PTFE如何侵蝕男性生殖健康？

俗話說，“民以食為天”，廚房里的一鍋一勺，都是幸福生活的“配方”。為了讓下廚更省力、更高級，現(xiàn)代人早已不滿足于老鐵鍋的“呲啦”聲——烤箱烤出金黃脆皮，空氣炸鍋吹出無油薯條，琺瑯鍋煨得湯汁醇厚，而不粘鍋更是憑借“一翻到底不糊鍋”的神技，俘獲了無數(shù)“廚房黨”的心。

然而，這口看似完美的不粘鍋背后，卻潛伏著一位隱形的“攪局者”——它的“靈魂”涂層聚四氟乙烯（PTFE）。這種合成塑料不僅可能在日常烹飪中被摩擦釋放為微小顆粒，悄無聲息地進(jìn)入人體，還幾乎無法被代謝排出，從而在體內(nèi)長期累積，對健康造成潛在的化學(xué)危害。PTFE因其優(yōu)異的耐溫性能，被廣泛用于不粘鍋、醫(yī)療器械以及食品加工等領(lǐng)域，甚至被稱為“永不降解的化學(xué)物質(zhì)”。

近期，復(fù)旦大學(xué)，浙江大學(xué)及重慶醫(yī)科大學(xué)等多單位的研究團(tuán)隊發(fā)表在Advanced Science的一項研究[1]顯示，在男性泌尿生殖系統(tǒng)中，PTFE的檢出率高達(dá)46.62%。這些顆粒會讓精原細(xì)胞和精母細(xì)胞的發(fā)育“踩剎車”，干擾染色體的正常配對，并促使部分精母細(xì)胞提前凋亡。更為隱蔽的是，PTFE還會特異性靶向單倍體精子細(xì)胞中的SKAP2蛋白，破壞精子細(xì)胞骨架，導(dǎo)致精子形態(tài)異常、結(jié)構(gòu)受損及活力下降。

PTFE如何侵蝕男性生殖健康

這意味著暴露時間越長、年齡越大，PTFE對男性生殖系統(tǒng)的持續(xù)性損傷可能越嚴(yán)重。

形態(tài)學(xué)檢測進(jìn)一步揭示了這種損傷的具體表現(xiàn)。PTFE暴露組精子頂體分離和頭部畸形的發(fā)生率顯著增加，在精子鞭毛的中段、主段和末段，“9+2”微管結(jié)構(gòu)受損及精子個體化異常的比例明顯升高。這些微觀結(jié)構(gòu)的破壞不僅影響精子的外形，更直接削弱了其運動能力。

另外，PTFE顆粒還能穿透血-睪屏障，直接進(jìn)入睪丸組織并造成結(jié)構(gòu)與功能損傷，而且在高劑量暴露后，這些損傷在短期內(nèi)幾乎無法逆轉(zhuǎn)。

正常情況下，睪丸內(nèi)的生殖細(xì)胞數(shù)量龐大而健康，但一旦遇上PTFE這位“壞客”，生殖細(xì)胞的數(shù)量就會大幅減少。單細(xì)胞水平的分析顯示，生殖細(xì)胞中的凋亡細(xì)胞比例顯著升高，伴隨著凋亡相關(guān)基因Bax和Caspase-3的顯著上調(diào)。

對生殖細(xì)胞進(jìn)行細(xì)分分析后，研究發(fā)現(xiàn)，PTFE暴露主要影響精原細(xì)胞和精母細(xì)胞的生存和發(fā)育。相關(guān)的差異表達(dá)基因富集于“細(xì)胞凋亡”和“DNA雙鏈斷裂修復(fù)”功能，這也說明PTFE暴露不僅誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，還影響DNA損傷的修復(fù)機制，進(jìn)而干擾細(xì)胞的正常發(fā)育。

mEVs-SKAP2能讓精子“動”起來

事實上，精子的形成是一個極其復(fù)雜的過程，單倍體的精子細(xì)胞需要完成頂體的搭建、細(xì)胞核的濃縮以及鞭毛的延長等關(guān)鍵步驟，而這一切都離不開一批專門調(diào)控精子制造的基因。研究發(fā)現(xiàn)，PTFE暴露會擾亂這些調(diào)控基因的正常表達(dá)，特別是Skap2基因被確定為PTFE破壞精子形成的關(guān)鍵靶點。

為了深入探究Skap2在精子形成及雄性生育力中的作用，研究團(tuán)隊通過向小鼠的輸精管注射shRNA-Skap2，實現(xiàn)了對該基因的敲低。盡管在敲低Skap2后，小鼠的睪丸組織形態(tài)依然保持正常，但其精子的運動能力明顯下降，畸形率顯著升高，這一表型與PTFE暴露導(dǎo)致的異常精子形成高度相似。

同時，DNA碎片化率在PTFE暴露和Skap2敲低的小鼠中均顯著增加，且Skap2敲低還導(dǎo)致平均每窩幼崽數(shù)減少。

既然PTFE能夠緊密結(jié)合SKAP2蛋白的關(guān)鍵區(qū)域，破壞細(xì)胞骨架的正常組裝，從而引發(fā)精子運動力和形態(tài)的雙重?fù)p傷，那么該如何解決這種損傷呢？

研究人員進(jìn)一步鎖定了攜帶SKAP2蛋白的細(xì)胞外囊泡（mEVs-SKAP2），這是一種天然的生物載體，能夠運輸?shù)鞍踪|(zhì)、脂質(zhì)和遺傳物質(zhì)等活性分子。將mEVs-SKAP2注射到小鼠睪丸的輸精管后，他們發(fā)現(xiàn)該治療方案不僅具有良好的體內(nèi)耐受性，還顯著提升了PTFE暴露小鼠精子的運動能力。

為了探明其作用機制，研究檢測了睪丸中F-ACTIN的水平。F-ACTIN是維持精子形態(tài)與運動功能的關(guān)鍵細(xì)胞骨架成分，mEVs-SKAP2治療顯著恢復(fù)了PTFE損傷后下降的F-ACTIN含量，表明其通過促進(jìn)細(xì)胞骨架重建改善精子功能。

這一治療策略在人類中是否也適用呢？研究團(tuán)隊又將mEVs-SKAP2應(yīng)用于7例因PTFE暴露導(dǎo)致乏力畸形精子癥的患者精液樣本，結(jié)果同樣顯示出運動能力的顯著提升，展現(xiàn)出良好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

總的來說，該研究揭示了PTFE通過靶向單倍體精子細(xì)胞中的SKAP2蛋白，破壞精子細(xì)胞骨架，導(dǎo)致精子形態(tài)異常、活力下降以及運動能力減弱，從而損害男性生育力。不過，使用mEVs-SKAP2治療能夠修復(fù)精子細(xì)胞骨架和形態(tài)，恢復(fù)精子運動能力和男性生育力，為臨床治療由環(huán)境毒素引起的男性不育提供了新的治療策略。

不止PTFE，微塑料還會“團(tuán)伙作案”

如果把前一項研究比作一次“顯微鏡下的追蹤”，能把PTFE如何潛入男性生殖系統(tǒng)、鎖定SKAP2并逐步瓦解精子發(fā)生的分子線路看得一清二楚，那么復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院、第三軍醫(yī)大學(xué)和山東第一醫(yī)科大學(xué)等多團(tuán)隊在《柳葉刀》子刊eBioMedicine 上發(fā)表的研究[2]則把視角拉回到人群層面：它告訴我們，這種看似隱形的微塑料威脅，已經(jīng)無處不在，并且與精子質(zhì)量下降有著真實而緊密的關(guān)聯(lián)。

在這些微塑料中，PTFE對男性生殖的影響最為顯著。暴露于PTFE的受試者出現(xiàn)精子總數(shù)顯著減少、精子濃度降低以及前向運動活力下降的風(fēng)險明顯增加。

把線索追回廚房就能發(fā)現(xiàn)部分來源。

微塑料“長驅(qū)直入”大腦

看來，PTFE對男性生育力的打擊是毋庸置疑的?？蓡栴}遠(yuǎn)不止于此——除了不粘鍋這種常見涂層材料，生活中大量的塑料制品也在默默“貢獻(xiàn)”風(fēng)險。飲用水瓶、外賣打包盒、飲料吸管等，因其價廉、輕便而被廣泛使用，卻極易在陽光暴曬、風(fēng)雨侵蝕或微生物作用下逐漸碎裂，轉(zhuǎn)化為微納米塑料（MNPs）。

正因如此，危害從來不是單一維度的。它們不僅可能讓男性的精子數(shù)量、濃度和活力全面下滑，還可能悄然潛入大腦，誘發(fā)包括帕金森病在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病。一項發(fā)表于Advanced Science的研究[3]便揭示，MNPs能夠與神經(jīng)元中的關(guān)鍵蛋白發(fā)生相互作用，為疾病的發(fā)生發(fā)展埋下隱患。

提起帕金森病，很多人會想到手抖、動作遲緩、面部表情淡漠等典型癥狀。但實際上，PD及其相關(guān)癡呆癥已成為全球發(fā)病率增長最快的神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一。

在這些病癥的發(fā)病機制中，一個反復(fù)出現(xiàn)的“關(guān)鍵角色”正是α-突觸核蛋白（α-synuclein）。這種蛋白廣泛存在于腦神經(jīng)元中，正常狀態(tài)下以單體形式存在、可溶無害。但一旦它開始“抱團(tuán)聚集”形成纖維狀結(jié)構(gòu)，便會對神經(jīng)元造成毒性，最終誘發(fā)PD等病理過程。

而MNPs這種“看似無害”的環(huán)境因子，竟然也能在暗中助推這一聚集過程。

那這些顆粒為何能如此“煽風(fēng)點火”？

更為關(guān)鍵的問題是，這些MNPs是否真的能進(jìn)入人類大腦？

研究者給出了肯定的答案。他們采用裂解氣相色譜-質(zhì)譜法（pyrolysis-GC-MS），在人類腦組織中檢測到了清晰的苯乙烯NP信號。也就是說，MNPs不只是在血液中“游蕩”，而是真實地穿越了血腦屏障，潛入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

仍需指出的是，研究[1]主要基于動物模型和體外實驗，人類臨床試驗的數(shù)據(jù)有限；研究[2]為橫斷面研究，僅能揭示微塑料暴露與精子質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)，而無法建立因果關(guān)系；研究[3]尚屬基礎(chǔ)研究階段，且人體樣本中塑料的濃度、類型、暴露時間等仍需進(jìn)一步探索和驗證。

參考資料：

[1]Gan S, Zhou S, Zhou J, Zhang G, Chen J, Liu R, Sun K, Li S, Xiong W, Wen Y, Sheng J, Zhang Y, Ren J, Li Y, Huang H, Zhang C. Therapeutic Repair of Sperm Quality Decline Caused by Polytetrafluoroethylene. Adv Sci (Weinh). 2025 Jul 25:e05148. doi: 10.1002/advs.202505148. Epub ahead of print. PMID: 40709753.

[2]Zhang C, Zhang G, Sun K, Ren J, Zhou J, Liu X, Lin F, Yang H, Cao J, Nie L, Zhang P, Zhang L, Wang Z, Guo H, Lin X, Duan S, Cao J, Huang H. Association of mixed exposure to microplastics with sperm dysfunction: a multi-site study in China. EBioMedicine. 2024 Oct;108:105369. doi: 10.1016/j.ebiom.2024.105369. Epub 2024 Sep 28. PMID: 39342804; PMCID: PMC11663775.

[3]Liu Z, Sokratian A, Duda AM, Xu E, Stanhope C, Fu A, Strader S, Li H, Yuan Y, Bobay BG, Sipe J, Bai K, Lundgaard I, Liu N, Hernandez B, Bowes Rickman C, Miller SE, West AB. Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson's disease-associated α-synuclein aggregation. Sci Adv. 2023 Nov 15;9(46):eadi8716. doi: 10.1126/sciadv.adi8716. Epub 2023 Nov 17. PMID: 37976362; PMCID: PMC10656074.

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