我们能在太空生存吗？这取决于我们的肠道微生物群如何适应
一个多世纪以来，人们一直梦想着有一天人类（作为一个物种）能够冒险进入太空。近几十年来，由于商业航天工业（NewSpace）的兴起，人们对太空探索的兴趣重新燃起，以及在近地轨道（LEO）、月球表面和火星上建立栖息地的长期计划，这个梦想已经离实现更近了一步。基于这一进展，很明显，太空探索将不再是宇航员和政府航天机构的专利。
但在“大迁徙”开始之前，有很多问题需要解决。也就是说，长期暴露在微重力和空间辐射下会如何影响人类健康？其中包括肌肉和骨密度损失，以及空间时间如何影响我们的器官功能、心血管和心理健康等方面的研究。在最近的一项研究中，一个国际科学家团队考虑了人类健康的一个经常被忽视的方面：我们的微生物群。简而言之，太空中的时间将如何影响我们的肠道细菌，这对我们的健康至关重要？
该小组由来自设拉子医学科学大学电离和非电离辐射防护研究中心（INIRPRC）、黎巴嫩国际大学、贝鲁特国际大学、格拉斯哥大学MVLS学院、科威特海湾大学应用数学和生物信息学中心（CAMB）、捷克科学院核物理研究所（NPI）、以及维也纳的Technische Universität Wien Atominstitut。描述他们发现的论文最近发表在《微生物学前沿》上。
微生物组是生活在我们身体上和体内的所有微生物的集合，包括细菌、真菌、病毒及其各自的基因。这些微生物是我们的身体如何与周围环境相互作用的关键，因为它们可以影响我们对异物和物质存在的反应。特别是，一些微生物会改变异物，使其更加有害，而另一些微生物则起到缓冲作用，减轻毒素的影响。正如他们在研究中指出的那样，宇航员的微生物群将面临微重力和太空辐射（包括银河宇宙射线（GCR））带来的压力增加。
宇宙射线是一种高能辐射，主要由质子和被剥夺电子的原子核组成，这些电子被加速到接近光速。当这些射线由比氢或氦重的元素产生时，它们的高能原子核成分被称为“HZE离子”，这是特别危险的。当这些粒子撞击我们的大气层、航天器或空间站上的防护屏蔽时，就会产生二次粒子阵雨。
虽然地球的保护性磁层和大气层阻止了这些粒子中的大多数到达表面，但太空中的宇航员经常接触到它们。正如作者所指出的，之前的研究已经表明，这种暴露可能会增强宇航员对辐射的适应能力，这一过程被称为“辐射适应”。然而，他们也指出，宇航员适应的程度因宇航员而异，有些宇航员在执行深空任务之前会经历不利的生物影响。
出于这个原因，他们建议进行进一步的研究，以确定与空间环境相关的风险，因为空间环境主要由质子组成，宇航员在遇到HZE粒子之前将接触到质子。第三，NASA的多任务模型表明，宇航员的第一次任务可以是一剂适应剂量。然而，该团队指出，目前的研究表明，第二次太空飞行并不一定会像预期的那样增加基因异常的可能性。这可能意味着人体可能有一种天然的无线电适应性防御机制。
在建议方面，该团队称赞国际空间站是测试人类微生物组对太空辐射和微重力反应的理想环境。他们还解决了这一领域研究的不足，以及辐射对微生物群和环境细菌的长期影响如何知之甚少：
“国际空间站（ISS）是一个独特的受控系统，用于研究人类微生物群与其栖息地微生物群之间的相互作用。国际空间站是一个密封的封闭系统，但它容纳了许多微生物 …… 在这种情况下，NASA的科学家没有考虑到适应不仅限于宇航员和宇航员体内细菌的辐射暴露，也没有考虑到空间站内的细菌不仅可以诱导对HZEs造成的高水平DNA损伤的耐药性，还可以诱导对其他细菌活动威胁因素（如抗生素）的耐药性。”
对抗生素的耐药性增加可能危及宇航员的生命，他们在长期任务中面临受伤和感染的风险。此外，他们还强调，太空旅行和长期暴露在微重力环境下会削弱免疫系统，降低宇航员对微生物的天然抵抗力，尤其是那些对辐射、热、紫外线和干燥具有高度抵抗力的人，因此可以在太空环境中生存。他们总结道：
“在宇航员和他们的微生物群之间适应恶劣太空环境的竞争中，微生物可能会成为赢家，因为它们可以通过快速获取微生物基因来比人类更快地进化和适应。微生物的繁殖时间要短得多，这使它们能够产生更多的后代，每个后代都有独特的基因突变，可以帮助它们在太空环境中生存。”
因此，研究小组强调，在执行任务之前，需要进行更多的研究来估计微生物的适应程度。这对于识别潜在风险和制定缓解策略、新疗法和干预措施至关重要。他们还建议，宇航员定期进行细胞遗传学测试，以测量他们的适应反应，只有那些对低剂量辐射表现出高适应反应的人才被选中参加将受到更高剂量辐射的任务。
他们也承认，在太空中研究宇航员微生物组存在一些挑战。其中包括在微重力环境下进行实验的困难，这可能影响微生物的生长和行为，使其难以获得准确可靠的数据。在封闭的空气循环系统中，还有传播病原体的潜在危险。然而，这项研究需要在载人深空探索实现之前进行，因为它有可能识别潜在的病原体，并制定策略来防止它们在任务期间传播。
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