尽管大多数人永远不会踏上宇宙飞船，但太空旅行已经对人类生活和社会产生了深远的影响，尤其是在健康和医学领域。由于低重力条件会导致我们的细胞和组织发生显著变化，太空探索使科学家能够进行在地球上无法进行的生物医学实验，从而发现了新药物，启发了新医疗设备的开发，并帮助我们更好地理解衰老和其他生物过程。
然而，这些实验需要宇航员来运行，而人体并不是为生活在空间站上设计的。宇航员在太空中经常经历各种健康问题，包括免疫功能障碍、皮疹和其他炎症性疾病。如果这些问题得不到妥善管理，可能会导致更多的操作失误，缩短太空任务的时间，最终减少实验的数量和质量，减缓科学进步的速度。
加州大学圣地亚哥分校的Dorrestein实验室致力于研究微生物之间的相互作用及其对人体健康和环境的影响。现在，该校的研究成果揭示了宇航员健康问题的原因以及如何使他们更健康。这些发现发表在《细胞》杂志上，有助于推动下一代基于太空的研究，并对地球上的无菌环境中的人员健康和安全也有影响。
研究人员与宇航员合作，在国际空间站（ISS）上擦拭了803个不同的表面——比之前的调查多出约100倍的样本。回到地球后，研究人员确定了每个样本中存在的细菌种类和化学物质。然后，他们创建了三维地图，展示了每种细菌和化学物质在ISS上的分布情况及其可能的相互作用。
“国际空间站的极端无菌环境可能在长期内对宇航员并不健康，他们可能受益于与更多类似地球的微生物互动，”共同通讯作者Pieter Dorrestein博士说。他是加州大学圣地亚哥分校Skaggs药学院的教授，也是2024年的高引用研究员。“除了国际空间站外，地球上还有许多地方，如医院或潜艇，微生物水平在长时间内保持较低，我们可能需要多样化这些微生物环境。”
当研究人员将ISS与地球上的不同人造环境进行比较时，发现ISS的微生物群落多样性低于大多数地球样本。ISS样本与医院和封闭栖息地等工业化的隔离环境以及城市化地区的家庭样本更为相似。
与大多数地球样本相比，ISS表面上缺乏通常存在于土壤和水中的自由生活的环境微生物。他们在ISS上发现的大多数微生物都与人体皮肤有关。
由于接触各种环境中的细菌可以增强免疫系统，研究人员假设宇航员可能会因为免疫系统在太空中受到的挑战不足而发展出炎症性疾病。然而，这也表明，通过有意引入更多微生物多样性到空间站，宇航员的健康可能会得到改善。
研究人员将这一建议与园艺对免疫系统的有益影响进行了比较。“园艺中接触到健康的土壤与在严格封闭环境中长时间处于自己的污垢中是有很大区别的，后者正是我们在没有持续输入那些健康微生物源的情况下所面临的情况，”共同通讯作者Rob Knight博士说。他最近被ARCS基金会圣地亚哥分会评为2025年度科学家，也是2024年的高引用研究员。
未来，研究人员希望改进他们的分析方法，以检测潜在的病原微生物和来自环境代谢物的人体健康信号。他们表示，这些方法也可以帮助改善在类似无菌环境中生活和工作的人们的健康，如医院或潜艇。
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