我们的肠道细菌能否帮助清除体内的危险“永久化学物质”？最新研究揭示，某些微生物能够迅速隔离PFAS，为基于微生物组的解决方案提供了希望。
研究：人类肠道细菌生物积累全氟和多氟烷基物质。图片来源：New Africa / Shutterstock
细菌在其细胞内形成了微观的PFAS“储存单元”，冷冻成像显示密集的PFAS簇，解释了它们如何耐受比环境浓度高出50倍的PFAS。
科学家们发现，人体肠道中的一些微生物种类能够生物积累（内部储存而非仅仅吸收）PFAS——这些有毒且持久的“永久化学物质”。他们表示，增加我们肠道微生物组中这些种类的数量可能有助于增加一些PFAS通过粪便排出体外，但目前尚无直接证据表明这对人体健康有保护作用。该研究发表在《自然微生物学》杂志上。
PFAS与一系列健康问题有关，包括生育能力下降、儿童发育迟缓以及某些癌症和心血管疾病的风险增加。
剑桥大学的科学家们确定了一类细菌种类，它们天然存在于人体肠道中，并能够在细胞内生物积累各种PFAS分子。研究表明，当一个由20种人类肠道细菌株组成的群落（称为“Com20”）被引入小鼠体内以“人源化”小鼠微生物组时，这些细菌共同迅速积累了小鼠摄入的PFAS，并通过粪便排出体外。研究人员还进行了单独比较，分别使用包含五种高积累菌株或五种低积累菌株的群落。
研究人员还发现，当小鼠暴露于单次口服剂量的PFAS时，定植小鼠中的微生物有助于增加PFAS的粪便排泄，相较于无菌对照组。这一发现来自体外实验中对B. uniformis的研究，而不是小鼠模型。在实验室（体外）动力学研究中，测试的细菌种类在接触后几分钟内就生物积累了25%至74%的PFAS。这种快速吸收在细胞培养中得到了证明，而25%-74%的范围是在不同菌株的24小时筛选中观察到的。
一些细菌在短短20天内进化出超强PFAS抗性。B. uniformis在PFDA暴露下生长提高了46倍，显示出快速适应潜力。
这些结果首次表明，我们的肠道微生物组可能在从体内去除有毒PFAS化学品方面发挥有益作用，尽管这一点尚未在人体中得到直接验证。这项研究仅展示了用人类肠道细菌定植的小鼠粪便排泄量增加的情况，并未评估血液中的PFAS水平或测量健康影响。
研究人员计划利用他们的发现开发益生菌膳食补充剂，以增强肠道中有益微生物的水平，从而潜在地保护免受PFAS的毒性影响。然而，进一步的研究，包括人类队列研究，将是必要的，以确定这种策略是否能够有效减少人体内的PFAS水平及其相关健康风险。
PFAS（全氟和多氟烷基物质）在现代世界中无法避免。这些人造化学物质存在于许多日常用品中，包括防水服装、不粘锅、口红和食品包装，因其具有耐热、防水、油和油脂的特性。然而，由于它们需要数千年才能分解，因此会在环境中和我们的身体内大量累积。
剑桥大学MRC毒理学部门的高级作者Kiran Patil博士说：“鉴于PFAS‘永久化学物质’的问题规模，特别是它们对人体健康的影响，令人担忧的是，在清除这些化学物质方面做得如此之少。我们发现，某些人类肠道细菌种类具有极高的能力，能从环境中吸收一定浓度范围内的PFAS，并将其存储在细胞内的团块中。由于PFAS在这些团块中的聚集，细菌本身似乎受到保护，免受毒性影响。”
剑桥大学MRC毒理学部门的研究员兼该研究的共同作者Indra Roux博士说：“现实情况是，PFAS已经存在于环境和我们的身体中，我们需要尝试减轻它们对我们健康的冲击。我们还没有找到破坏PFAS的方法，但我们的研究结果开启了开发途径，将这些化学物质从我们的身体中移除的可能性，从而减少伤害。”
人们对PFAS的环境和健康影响越来越关注，2025年4月，英国启动了一项关于其风险和监管的议会调查。
目前有超过4700种PFAS化学品广泛使用。有些物质通过尿液排出体外只需几天，但其他具有更长分子结构的物质可以在体内停留多年。
该研究的第一作者、剑桥大学MRC毒理学部门的研究员Anna Lindell博士说：“我们所有人都通过水和食物接触到PFAS——这些化学物质分布如此广泛，以至于它们存在于我们所有人身上。‘PFAS曾经被认为安全，但现在很明显它们并不安全。PFAS成为关注焦点花了很长时间，因为在低浓度下它们不会急性中毒。但它们就像慢性的毒药。’”
Lindell和Patil与连续创业者Peter Holme Jensen共同创立了Cambiotics公司，以开发能够从体内去除PFAS的益生菌。他们正在研究各种方法来提升这些微生物的性能。Cambiotics得到了剑桥企业（Cambridge Enterprise）的支持，这是剑桥大学的创新部门，帮助研究人员将其工作转化为全球领先的经济和社会影响。
并非所有PFAS都同样处理，长链类型如PFDA的积累效果比短链类型好两倍，磺酸盐型在混合物中的行为与羧酸盐型不同。
虽然新的发现表明，某些肠道细菌可以在实验室和动物模型中积累PFAS，但并非所有肠道细菌都能做到这一点。研究发现，一些种类，尤其是革兰氏阴性菌株，是高积累者，而其他种类则不是。实验主要集中在一种PFAS（PFNA）上，因此其他PFAS化合物的效果可能会有所不同。
在等待新益生菌上市的同时，研究人员建议，保护自己免受PFAS侵害的最佳方法是避免使用PFAS涂层的烹饪锅具，并使用可靠的水过滤器。
作者还警告说，进一步的研究是必要的，以确定增加PFAS生物积累的肠道细菌是否会显著降低人体内的PFAS水平或健康风险。进一步的人体研究正在计划中，以澄清这一潜力。
该研究还确定了机制细节，包括细菌外排泵（如大肠杆菌中的TolC）的作用和细胞内PFAS的聚集，通过低温FIB-SIMS成像进行可视化。较长链的PFAS（如PFDA）被发现比短链变体更有效地生物积累。
来源：
- 剑桥大学
期刊参考：
- Lindell, A. E., Grießhammer, A., Michaelis, L., Papagiannidis, D., Ochner, H., Kamrad, S., Guan, R., Blasche, S., Ventimiglia, L. N., Ramachandran, B., Ozgur, H., Zelezniak, A., Carlos, J., Roux, I., Barron, L. P., Richardson, A. K., Martin, M. G., Benes, V., Morone, N., . . . Patil, K. R. (2025). 人类肠道细菌生物积累全氟和多氟烷基物质。自然微生物学 ， 1-18. DOI: 10.1038/s41564-025-02032-5,
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