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Miller MR、Raftis JB、Langrish JP 等。 吸入的纳米粒子在血管疾病部位积聚。ACS纳米。 2017；11(5):4542-4552。
客观的
确定吸入的纳米颗粒是否通过肺部移动直接导致心血管疾病（CVD），或者只是引发全身炎症反应。
草稿
本文报告了一系列临床和动物研究的结果，每项研究都旨在回答有关纳米颗粒如何导致心血管疾病的具体问题。 在每项研究中，参与者通过吸入（人类）或通过气管直接滴注（小鼠）接触金纳米粒子，然后是血液、尿液或组织样本。
参加者
第一项（N = 14 名男性）和第二项（N = 19 名）研究涉及健康人类志愿者； 第三项人体研究的参与者是最近发生心血管事故并计划接受颈动脉内膜切除术的患者（N=12）。 第一个啮齿动物实验包括正常小鼠； 第二个实验涉及载脂蛋白 E 基因敲除小鼠 (ApoE-/-)，这些小鼠被喂食高脂肪饮食以加速动脉粥样硬化病变的发展。
干预措施
在所有实验中，参与者都暴露于金纳米颗粒，但颗粒大小和暴露时间各不相同。 第一次人体试验的参与者暴露在平均 3.8 nm 的颗粒中 2 小时； 在第二项人体研究中，10 个人暴露于小颗粒（约 4 nm），9 个人暴露于大颗粒（34 nm）。 在第一个动物实验中，小鼠暴露于2至200 nm的不同尺寸； 在第二个动物实验中，小鼠暴露于 5 nm 颗粒中 5 周。 在第三项人体研究中，12 名患者中有 3 名在手术前暴露于吸入金纳米颗粒 (5 nm) 4 小时。
这项研究的知识可以通过鼓励实施安全生产和处理实践来减少意外接触，从而帮助我们避免发病率的增加。
使用金纳米颗粒是因为它们的尺寸与燃烧产生的纳米颗粒相似，但生物活性较低； 它们也更容易测量。 由于血液中的内源性金水平较低，研究人员可以假设检测到的任何物质都是通过实验获得的。
目标参数
血液、尿液和颈动脉斑块组织中金纳米颗粒的浓度（动物实验2和人体实验3）。 使用高分辨率电感耦合等离子体质谱 (HR-ICPMS) 和拉曼显微镜测定金含量。
结果
在接触吸入纳米粒子的健康志愿者的血液中，15 分钟内就检测到了金，并且在接触后 3 个月仍然存在。 与较大（30+ nm）颗粒相比，吸入较小（4-5 nm）颗粒后的浓度明显更高。 在小鼠中，较小（<10 nm）颗粒的积累明显大于较大（10-200 nm）颗粒的积累。
在人类和动物研究中，金纳米颗粒优先积聚在炎症较严重的区域，特别是血管病变区域。 作者得出的结论是，吸入的金纳米粒子迅速进入体循环并在血管炎症部位积聚。 这提供了解释环境纳米颗粒与心血管疾病之间关联的直接机制。
临床意义
近年来，各种研究报告了吸入暴露于汽车尾气中的纳米颗粒与发病和死亡风险之间的显着关联。 我们现在对为什么以及如何发生这种情况有了一个合理的解释。 此外，纳米材料生产和使用的快速增长有可能大大增加人类接触纳米材料的机会。 这项研究的知识可以通过鼓励实施安全生产和处理实践来减少意外接触，从而帮助我们避免发病率的增加。 迄今为止，我们对解释与心血管疾病相关的作用机制的理解还很初级。 本文增进了我们的理解，同时也敦促我们谨慎行事。
作者表明，吸入的纳米颗粒从肺部进入人体循环，并且颗粒在血管炎症部位积聚。 颗粒易位似乎与尺寸相关，较小纳米颗粒的易位和积累更大。
先前的研究表明，急性接触柴油机尾气会导致健康个体和冠状动脉疾病患者的血管功能障碍、血栓形成和心肌缺血。1长期暴露于颗粒空气污染与动物和人类动脉粥样硬化的发生和进展有关。2
但尚不清楚这是如何发生的。 已知吸入的颗粒会滞留在肺部深处并引发氧化应激和炎症。3一种理论认为，这些颗粒引发的炎症介质进入体循环并影响疾病风险。 其他人认为纳米颗粒本身会穿透肺泡上皮并进入循环系统，直接导致疾病。4本文强烈表明后一种机制更有可能。 这可能不是一个容易的选择。 最后，我们可能会了解到纳米颗粒会引发组织炎症，从而增加颗粒的易位。5
虽然本研究的结果为 CVD 风险如何与暴露于环境中的纳米颗粒有关提供了令人信服的解释，但它仅为 Bakian 等人 Seestadt 报告的发现提供了一种可能的解释，6或是 Power 等人的一项观察性研究的结果，该研究发现空气污染与焦虑之间存在联系。7这两篇出版物表明，纳米颗粒不仅进入全身循环，而且还能穿过血脑屏障，并引发精神疾病。
这项研究并没有证明因果关系。 数据仅表明纳米粒子在血管疾病部位积聚； 他们并没有证明纳米颗粒会导致或恶化CVD。
本文和类似研究的结果应该引起我们患有或有心血管疾病风险的患者的关注。 限制暴露于明显的吸入纳米粒子来源，特别是柴油机尾气，可能有助于限制疾病的进展。 然而，不太明显的纳米粒子暴露来源也会带来风险。 我们日常环境中的纳米颗粒数量持续增加。 例如，很少有人会意识到家庭和办公室打印中使用的碳粉墨水存在 CVD 风险，但它们会释放纳米材料（用于改善碳粉性能）并与呼吸系统问题有关。8食用染料还含有二氧化钛纳米粒子，它可以进入体内并引起氧化应激。9
本文扩展了我们对柴油和其他化石燃料燃烧副产品造成的问题的理解。 空气中颗粒的大小和数量最终可能比绝对质量更重要，因为较小的颗粒可能造成更大的威胁。 这篇论文还提醒我们，各种被认为是良性的纳米物质所带来的潜在危险，不是因为它们的化学成分，而是因为它们的大小和移动能力，然后在炎症部位积聚。