[人類新危機] 當塑膠遇上細菌：納米塑料如何讓大腸桿菌進化為超級病菌？
- tenlife2019
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塑膠污染的新型健康挑戰
隨著全球塑膠用量激增，環境中日益增加的納米塑料污染正帶來前所未有的生態與健康挑戰。這些微小塑膠顆粒不僅廣泛存在於空氣、水源與食物中，甚至已在人體內部被檢測出來。近年科學研究揭示，納米塑膠不僅對人體有潛在毒性，還可能透過與細菌間的互動，導致微生物毒性升級與抗藥性強化，構成公共衛生新威脅。
材料與來源：
納米塑膠的生成與環境分佈 納米塑膠是指直徑小於100奈米的塑膠顆粒，多源自於塑膠袋、寶特瓶、紡織纖維等廢棄物的長期降解。研究發現，這些顆粒已遍佈海洋、土壤、大氣與食物鏈中，並可經由飲水、呼吸或食物進入人體。常見成分包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）與聚苯乙烯（PS），其中PET佔廢水中微塑膠含量近半，成為主要污染來源之一。
技術觀察：
納米塑膠與大腸桿菌的相互作用機制
附著與生物膜形成：塑膠顆粒為細菌提供理想附著面，有助於生物膜快速生成。波士頓大學指出，大腸桿菌在塑膠表面形成的生物膜較玻璃表面更厚、更快，且在移除塑膠後仍保持強勁黏附力。
毒性與代謝變化：伊利諾伊大學研究指出，正電荷納米塑膠會與細菌表面負電荷產生靜電吸引，造成細菌壓力反應，進而刺激毒素（如志賀樣毒素）的大量分泌。
抗藥性提升：納米塑膠暴露可導致大腸桿菌上調AcrAB-TolC排出泵等抗藥性相關基因表現，同時干擾抗生素本身的藥效，形成雙重抗藥壓力。
四、應用風險與健康衝擊：
從生物體反應到公共衛生威脅 研究顯示，納米塑膠可穿透消化道屏障，進入循環系統，並在肝臟、肺部與腎臟累積，對組織造成氧化壓力與慢性炎症。長期暴露也會改變腸道菌相，破壞黏膜屏障，導致毒素易於進入血液與大腦。近年更有研究於大腦組織中發現濃度逐年升高的微塑膠痕跡，對神經健康構成潛在風險。
超級細菌威脅增加
納米塑料與細菌的相互作用產生的一個最嚴重後果是可能促進「超級細菌」的出現和傳播。世界衛生組織數據顯示，2019年全球約有495萬人因超級細菌感染死亡。
海洋廢棄物中的塑膠微粒可能增加全球病菌傳播風險。海洋大學海洋生物研究所助理教授何攖寧指出，微塑膠會有抗病菌、病原體，形成一個濃縮球，「所吸附的有機污染物是一般海水的10~100萬倍」。
在醫療領域，這一問題尤為嚴重。英國研究發現，一株從傷口分離的綠膿桿菌PA-W23，不僅能分解聚己內酯（PCL）這種常用於製造醫院導管、縫線、植入物等醫療器材的塑料，還能利用它來生長、形成生物膜、甚至增加致病力。這意味著，病原菌能分解醫用植入裝置的塑料，可能導致這些裝置失效、使感染更難清除，甚至引發敗血症。
五、未來展望：
生物修復與材料替代的策略探索 在因應策略上，部分微生物如康氏睾酮菌展現出分解塑膠的潛力，可在廢水環境中完成降解循環。然而，其生態安全性尚須審慎評估。另一方面，材料創新也是關鍵路徑，例如開發具可降解性與抗菌功能的環保新型塑膠材料，以減少塑膠與微生物互動的風險基礎。
六、結論：
環境污染與微生物進化的交會點 納米塑膠與大腸桿菌的交互作用不僅顯示了環境污染對微生物生態的潛在干預，也揭示其對人類健康的深遠影響。建議從以下幾個面向採取行動：
源頭控管：減塑、推廣生質材料、加強廢水處理
跨領域研究：整合環境科學與微生物學研究納米塑膠效應
臨床因應：更新抗生素策略與醫療材料設計，應對抗藥風險
公共教育：強化民眾對塑膠污染與細菌風險的認識與行動力
透過科技創新與政策協作，我們將有機會在防止細菌毒性升級與抗藥性擴散的同時，重建環境與人類健康的安全防線。
參考資料:
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