人間の呼吸器系におけるマイクロプラスチック

はじめに: プラスチックによる環境汚染は、深刻化する世界的な問題です。 プラスチックの分解生成物であるマイクロプラスチックは、水生環境、土壌、空気中に存在し、摂取や吸入によって人間に吸収される可能性があります (Joana Correia Prata et al., 2020)。 人間の肺に存在するマイクロプラスチックの量と種類についてはほとんどわかっていません。 肺内のマイクロプラスチックと呼吸機能および疾患との潜在的な関連性を示唆する研究はほとんどない(Qiqing Chen et al., 2022)。 マイクロプラスチックへの曝露は呼吸機能を混乱させ、炎症を誘発し、その結果、代謝障害や肺がんの発症に寄与する可能性があると考えられています。 しかし、これらの研究は初期段階にあり、マイクロプラスチックの蓄積と観察された健康障害との相関関係はまだ決定的に確立されておらず、この関係の背後にあるメカニズムも特定されていません。 吸入されたマイクロプラスチックは肺実質に沈着し、リンパ管や血管を通って胸部リンパ節や遠隔臓器に移動する可能性があると仮説が立てられていますが、そのような研究はこれまで行われていません。

研究の目的：入手可能なデータが限られていることと、近年呼吸器疾患の増加が観察されていることを考慮して、この研究は、肺がんおよびその他の呼吸器疾患患者の肺実質および所属リンパ節におけるマイクロプラスチックの量と種類を評価することを目的としています。 この目標を達成することは、呼吸器疾患の発症におけるマイクロプラスチックの役割を定義するのに役立つはずです。 その後の段階には、マイクロプラスチックが標的組織に影響を与えるメカニズムの特定が含まれます。

研究モデル: この研究は、肺がんや肺気腫や間質性肺疾患などの他の肺疾患の手術を受けた患者から採取された肺実質とリンパ節のサンプルを使用して実施されます。 マイクロプラスチック粒子は、赤外顕微分光法 (μFTIR) を使用して検出されます。

材料採取：肺疾患の手術を受ける患者からインフォームドコンセントを得た上で、肺実質、リンパ節、血液サンプルを採取します。 現在の仮説が確実に検証されたと仮定すると、血液サンプルは手術中に真空条件下で採取され、その後の循環系のマイクロプラスチック分析のために保存されます。 組織採取は外部汚染を防止する条件下で行われ、手術の経過、手術リスク、術後の管理に影響を与えません。 収集された組織は滅菌容器に入れられ、さらなる分析のために-80℃で凍結されます。

マイクロプラスチック分析: 分析は、マイクロプラスチックの完全性を維持しながら有機粒子を除去することを目的とした確立されたプロトコル [Jenner et al., 2022] に従います。 解凍後、サンプルは 30% H2O2 溶液で処理され、インキュベートされ、ガラス真空濾過システムを使用して酸化アルミニウムフィルターを通して濾過されます。

マイクロプラスチックの識別: 識別はフーリエ変換赤外 (FTIR) 顕微分光法を使用して行われます。

データ収集：データには、居住歴、職業上の曝露、併存疾患、呼吸機能パラメータ、喫煙（能動的または受動的）、電子タバコの使用、新型コロナウイルス感染症歴、手術の詳細、術後の状態、および病理組織検査の結果が含まれます。

血液サンプルの収集と保管: 収集され凍結された血液サンプルは、血液中のマイクロプラスチック含有量の比較分析のために保管されます。 これは、人体内のマイクロプラスチックの吸入源と摂取源の区別をサポートします。

期待される結果: 利用可能な文献データは、マイクロプラスチックが気道で検出され、その種類が特定されることを示唆しています。 計画された研究は、この仮説を検証し、プラスチックの量と種類と肺疾患の発生と重症度の間の相関関係を見つけることを目的としています。 このような相関関係を特定すると、これらの症状の別の危険因子を特定するのに役立つ可能性があります。 今後の研究プロジェクトでは、マイクロプラスチックによって引き起こされるメカニズムを調査し、体内でのマイクロプラスチックの起源のより詳細な分析を提供するために、血液中のマイクロプラスチック含有量分析を含むさらなる研究が計画されています。