農藥可能危及腸道菌的健康
目前醫學很講究腸道菌叢,認為會影響消化、免疫、新陳代謝、與心理健康,因此有人體「第二大腦」的說法,可以說維持腸道菌叢的共生平衡是預防疾病、促進整體健康的關鍵。
我們吃下肚的食物常殘留不少種農藥,這些農藥到了腸道,會不會影響腸道菌叢,這種研究並不多見。
農藥上市前是都需要經過評估其有效性與安全性。
多數農藥都是用來對付昆蟲、真菌、或植物,因此為了評估其有效性,主管機關會審查廠商所遞交的試驗報告。那些報告是針對害蟲 / 病菌 / 雜草進行試驗,看待審農藥能不能殺死它們。廠商為了評估農藥的安全性,看待審農藥會不會傷害到我們不希望傷害的生物,包括人類,因此會拿 \ 哺乳類、魚、鳥、蜜蜂等來做試驗。
但這些農藥安全評估卻完全沒有納入待審農藥對腸道微生物的影響。
在 2021 年 Utembe 與 Kamng’ona 發表綜論文章於 Chemosphere 期刊「Gut microbiota-mediated pesticide toxicity in humans: methodological issues and challenges in the risk assessment of pesticides」,指出腸道菌會參與農藥在人體內的分解與轉化。這些轉化過程例如水解與還原反應等,可能改變農藥的性質,進而影響健康,包括:增加疾病風險,例如讓身體對血糖的調節能力變差,提高糖尿病的風險;在體內產生新的有毒代謝物;讓這些有毒物質更容易被人體吸收與利用,增加實際暴露量。 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129817
不過文章也直陳了制度性盲點,即現行農藥風險評估幾乎完全忽略腸道微生物,這可能導致低估或誤判實際健康風險。可是現有的研究證據多半是零散、來自動物或體外研究,人體研究幾乎不可能做因果實驗,劑量、混合暴露、菌相差異也都極不確定,無法確認農藥之影響腸菌只是個例,或者是普遍的現象。
劍橋大學的學者最近發表的論文「 Industrial and agricultural chemicals exhibit antimicrobial activity against human gut bacteria in vitro 」,首次以系統性方法證實,這並非少數特例,而是廣泛存在於工業與農業化學物中的現象,且多數受影響的正是人類腸道中具核心代謝功能的關鍵菌種。 https://doi.org/10.1038/s41564-025-02182-6
研究者拿 1,076 種化學物質來培養腸道菌,包括 982 種農藥與相關化合物 ( 除草劑 318 種、殺蟲劑 239 種、殺菌劑 183 種、殺蟎劑 123 種、農藥代謝物 119 種 ) ,工業化學品 48 種,與其他 145 種。
為何除草劑高達 318 種,這是因為包括各種除草劑的化學活性物質與其衍生相關分子的總數,例如嘉磷塞就有 glyphosate 、 glyphosate-IPA salt 、 glyphosate-potassium salt 、 glyphosate-ammonium salt 、與代謝物 AMPA 等五種。
菌種則是選擇具有核心代謝功能的 22 種菌株,這些菌株代表健康成人腸道中多個關鍵代謝模組,包括: 1. 負責分解膳食複合醣類,為腸道菌群提供主要代謝底物者; 2. 可生成丁酸、丙酸等短鏈脂肪酸,參與腸道抗發炎與上皮能量供應者; 3. 參與支鏈或芳香族胺基酸代謝,影響心血管與免疫相關代謝軸線者; 4. 可進行膽酸轉換,調節脂質代謝與宿主訊號傳遞者; 5. 與腸道黏液層代謝相關,參與腸道屏障維持者。
上述功能並非由單一菌株獨佔,而是由多個菌群成員共同構成之核心代謝模組。
研究者挑出農藥濃度在 20 µM 測試濃度下,對 2 種常見人類腸道菌中的至少一種,可造成 20% 生長抑制,且在 3 次生物重複中至少 2 次達顯著者,結果在 1,076 種化學物質中有 168 種上榜。這 168 種會干擾腸道菌的化合物中,超過一半來自農藥體系,顯示現行農藥安全評估可能系統性忽略腸道微生物風險。
上榜的農藥包括殺菌劑如扶吉胺 (fluazinam) 、依滅列 (imazalil) 、撲克拉 (prochloraz) 、普克利 (propiconazole) 等。殺蟲劑有阿巴汀 (abamectin) 、十氯酮 (chlordecone) 、賽滅寧 (cypermethrin) 、因滅汀 (emamectin benzoate) 、抗蟎唑 (fenazaflor) 百滅寧 (permethrin) 等。除草劑也有兩個上榜,嘉磷塞 (glyphosate) 與殺草強 (amitrole) ,植物生長調節劑則有甲哌鎓 (mepiquat) 。
有些農藥能抑制腸道菌的種類比較多,例如在 22 種腸道菌中,十氯酮抑制了 17 種,因滅汀 13 種,扶吉胺 9 種。其中如十氯酮、因滅汀、扶吉胺等在抑制菌種數量、作用濃度或與抗藥性選擇相關性方面表現尤為突出,可視為影響較大的代表性案例。另一些農藥如嘉磷塞除草劑雖非抑制力最強,但因其在人群中的實際暴露頻率高,在人體血液或尿液中,實際被量測到達 µM 等級的頻率很高,因此仍具有潛在公共健康意義。
在上榜的農藥中,除了前述 13 種,其他的至少符合 最低門檻 :即在 20 µM 下至少對 一種 腸道菌造成某種顯著生長抑制, 其實影響也是「可能」很大。
除了農藥,本研究也指出工業化學物與食品相關化合物,同樣具有抑制人類腸道菌的能力,且多數目前並未在化學品或食品安全評估中納入腸道微生物影響。這包括食品包裝、保鮮膜、加工食品所用到的塑化劑,以及可以從食品包裝、設備、灰塵進入食物的有機磷系阻燃劑、部分溴化阻燃劑等。
作者指出,現行化學品與農藥的安全評估體系忽略了人類腸道微生物,建議未來在研發與審查過程中,應將腸道菌影響納入標準毒理評估項目,也需要結合實際人體暴露資料,以進一步量化其健康風險。
那對一般人而言,如何看待這篇論文呢?雖然目前還不能確定透過食物所攝取的農藥如何影響腸道菌,因而損及健康,但腸道本身並沒有解毒機制,與肝臟、腎臟可在段時間內代謝掉農業藥不同。腸道幾乎是每天、直接、長期地接觸到多種農藥,就算濃度低,長期以往仍有機會產生影響。因此在政府採取行動將農藥對腸道菌影響納入農藥殘留容許量的制定前,仍宜小心,將攝取到農藥的機會與量盡量降低,取食泛有機農法所產生的食物是最上策。