上周,我们见证了Artemis II航天器成功发射,它将前往月球并返回。自人类上次登月(即1972年的阿波罗17号任务)以来,已经过去了很长时间。这次任务有望成为未来月球着陆和月球基地建立的前奏。这一姗姗来迟的回归是人类的又一重要里程碑,值得所有人庆祝。此外,作为一名传染病医生,我思考了宇航员体内那些同样重返太空的微小"搭便车者"。这些当然是指细菌、病毒和真菌,它们栖息在我们的身体中,统称为我们的微生物组。
当人类首次征服太空时,宇航员和航天员通常要接受隔离,以确保外星细菌和其他病原体没有附着在他们的身体上并跟随他们返回地球。许多科幻故事都描述了外星病原体感染太空旅行者,随后在地球上造成灾难性后果并传播给人类。这一点令太空先驱者非常担忧,以至于尼尔·阿姆斯特朗和他的宇航员团队在从月球返回后进行了21天的隔离,以确保他们没有携带任何月球"病菌"。将他们从溅落地点接回的船上设有移动隔离设施(MQF)。MQF是USS Hornet号甲板上改装的Airstream拖车,他们在其中度过了最初的65小时,之后被转移到休斯顿的月球接收实验室完成剩余的隔离期。事实上,阿姆斯特朗在隔离中度过了他的39岁生日。
虽然事后看来这可能听起来很荒谬,但在地球上有很多历史例子表明,未知病原体如何进入非免疫人群并造成死亡和破坏。当欧洲定居者抵达美洲时,他们带来了天花,这导致美洲原住民人口大量减少。20世纪初,从欧洲前往美洲的旅行者要接受40天的隔离(这个词源自威尼斯-意大利语中"40天"的短语),以确保他们不会将传染病带入新世界。
在发射前,还实施了14天的发射前隔离,以确保没有潜在的太空旅行者正在潜伏可能在任务中传播给他人的传染病。这尤其适用于国际空间站的访客,因为在那里的居民长时间生活在狭小空间中,传染病爆发可能是灾难性的。尽管目前的太空飞行仍保持发射前隔离,但从阿波罗15号开始,任务后隔离已被取消,因为确定之前的任务中宇航员没有带回太空"病菌"。
幸运的是,迄今为止没有发现外星细菌或病毒,但太空对人类体内微观"搭便车者"的影响已被广泛研究和记录。人类微生物组是健康身体的组成部分,良好的微生物混合对健康至关重要。一些研究指出,肠道中特定种类细菌的过度繁殖与肥胖之间存在联系。肠道中某些细菌类型的比例可以决定一个人患炎症性肠病和慢性腹泻的风险。我们消化系统中的细菌产生和处理重要的代谢物,包括维生素、氨基酸、短链脂肪酸、胆汁盐和代谢活性物质,这些有助于调节我们的免疫系统和内分泌功能。
太空旅行的压力会影响人体肠道、口腔、皮肤和其他非无菌区域中生物的多样性和比例。太空的微重力是一个独特因素,可以加速某些病原体的生长并可能使其更具毒性。再加上辐射和宇宙射线的影响,这会降低免疫反应并增加感染易感性。有趣的是,国际空间站不仅在人体表面,而且在仪器和墙壁表面上都形成了自己独特的微生物组。在空间站停留数周至数月的新来者会"感染"这种微生物组,同时将自己的细菌贡献到混合物中。理解所有这些过程及其对健康的影响对于太空旅行者的长期健康至关重要。
与此相关的是相对较新的太空医学领域,它研究太空旅行对人体的影响。长时间暴露在微重力环境下会导致骨质流失和肌肉萎缩,为此已开发出专门的锻炼计划来防止肌肉萎缩。Artemis II宇航员配备了锻炼阻力训练器,他们轮流使用以确保即使在相对较短的任务时间内,他们的肌肉和骨骼也不会退化。暴露在太空辐射下会增加多种癌症的风险,尤其是白血病和实体瘤等癌症。宇航员或航天员在太空停留的时间越长,暴露程度就越高。据估计,火星任务将在太空中持续长达三年,因此健康风险相当显著。由于设施缺乏,太空中的医疗紧急情况更难处理,药品和其他消耗品的供应也有限。此外,由于微重力环境下手术动力学将非常不同,需要开发专门的外科技术。预测由于长时间在狭小空间中与同一组人相处而导致的心理健康问题和行为变化,对于确保任务成功也很重要。最后,如果在火星和其他星球上建立太空殖民地是梦想,那么太空对怀孕的影响需要得到适当评估。迄今为止,还没有人在太空中怀孕,但对小鼠和大鼠的研究显示死亡率增加和基因异常的可能性更高。
当尼尔·阿姆斯特朗首次踏上月球时,他皮肤和肠道上的细菌也随他一同前往。当然,这是"人类的一大步",但他没有提到许多其他生物正在陪伴他。如果我们最终前往火星,我们也会将我们的微生物组带去。即使我们找不到外星人,我们也知道在宇宙中我们永远不会真正孤单。
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