一些在地球上不會(huì)對人體產(chǎn)生危害的微生物,在太空中可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏∥⑸,對宇航員的安全造成威脅。

  新冠病毒從3月初在全球開始暴發(fā),根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示,截至北京時(shí)間4月6日16時(shí),全球新冠死亡病例達(dá)到67594例。隨著病毒的蔓延,有網(wǎng)友表示,現(xiàn)在世界上最安全的地方恐怕就剩下國際空間站了。在一般人看來,國際空間站似乎是一個(gè)遠(yuǎn)離塵世的凈土,是人類處于太空中的一個(gè)“世外桃源”。

  然而真的是這樣嗎?雖然在漫長的生物進(jìn)化史上,人類在與天花、脊髓灰質(zhì)炎、鼠疫、霍亂等疫病的交鋒中,總是占據(jù)上風(fēng)。但是有專家表示,在太空的微重力環(huán)境、宇宙射線輻射等因素加持下,病毒、細(xì)菌等微生物有更多的可乘之機(jī),宇航員“中招”的風(fēng)險(xiǎn)更大。

  微生物在空間站曾劣跡斑斑

  和地球上一樣,國際空間站上也有大量的微生物,美國國家航空航天局(NASA)在對空間站內(nèi)的微生物進(jìn)行分類時(shí),發(fā)現(xiàn)了包括葡萄球菌、腸桿菌、芽孢桿菌和紅酵母等四大類微生物群落?茖W(xué)家們指出,在辦公室、健身房和醫(yī)院等普通地球環(huán)境中也發(fā)現(xiàn)了類似的細(xì)菌,因此空間站與人類經(jīng)常光顧的其他“人造環(huán)境”其實(shí)較為類似。

  研究人員發(fā)現(xiàn),在這些微生物中,主要存在的致病細(xì)菌包括葡萄球菌、鏈球菌和微球菌等,其中,表皮葡萄球菌和人型葡萄球菌可引起皮膚感染及內(nèi)臟組織器官感染;而鏈球菌中的肺炎鏈球菌易使宇航員患上肺炎;變型鏈球菌主要存在于人體牙斑中,是造成宇航員牙齒疾病的主要致病菌。此外,部分微球菌會(huì)寄生于人體皮膚、咽部和眼睛,當(dāng)宇航員抵抗力下降時(shí),會(huì)引發(fā)腦膜炎、敗血癥、關(guān)節(jié)炎等。

  1970年,NASA發(fā)射了阿波羅13號,宇航員海斯在返回時(shí)已經(jīng)患上了嚴(yán)重的尿路感染,后來發(fā)現(xiàn)病因是銅綠假單胞菌感染。另有研究顯示,1995年3月至1998年6月期間,某空間站發(fā)生了多次微生物感染宇航員事件,有宇航員患上了結(jié)膜炎、急性呼吸衰竭和口腔感染。2018年,NASA在對國際空間站帶回的腸桿菌樣本進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn),它們與地球上的某些腸桿菌在基因組成上十分相近,而后者已被證實(shí)了對免疫力低下者具備極強(qiáng)的感染能力。

  除了威脅宇航員的身體健康外,微生物對空間站和宇宙飛船的結(jié)構(gòu)材料也形成了破壞!昂推健碧柨臻g站結(jié)構(gòu)材料被微生物腐蝕,形成了一個(gè)2毫米的凹陷;“聯(lián)盟”號飛船舷窗曾因霉菌的生長使能見度降低、光學(xué)性能下降。

  “一項(xiàng)在空間站上對某艙段的材料微損傷早期癥狀進(jìn)行的調(diào)查顯示,在30處發(fā)生材料微損傷的位置上,有超過一半是由微生物污染引起的!焙教焐裰凵锟萍技瘓F(tuán)有限公司空間微生物實(shí)驗(yàn)室主任徐侃彥表示。

  平時(shí)人畜無害的病毒一上天就變臉

  在人體的腸道、肺部、皮膚等組織部位存在大量的共生微生物,包括細(xì)菌、病毒和真菌等。這些共生微生物已經(jīng)成為人體不可或缺的一部分,可以跟人和平相處。

  而在遠(yuǎn)離地球的空間站,微生物和宇航員都面臨著全新的環(huán)境!耙恍┰诘厍蛏喜粫(huì)對人體產(chǎn)生危害的微生物,在太空中可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏∥⑸,對宇航員的安全造成威脅,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致任務(wù)無法正常進(jìn)行!毙熨⿵┱f,微生物在太空中會(huì)因?yàn)槭艿江h(huán)境壓力而發(fā)生各種變化,空間輻射會(huì)導(dǎo)致微生物發(fā)生變異,空間微重力還會(huì)使微生物發(fā)生一些生理生化特性的改變,例如毒性、致病性和抗藥性會(huì)增加。

  此外,在太空中,人體的免疫功能也會(huì)下降,這在非特異性和特異性免疫系統(tǒng)中都有所體現(xiàn)。在地面模擬失重效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)以及太空中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)里,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的淋巴器官都出現(xiàn)了不同程度的萎縮,這是導(dǎo)致免疫力下降的重要因素之一。

  東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教授王立新進(jìn)一步解釋說:“免疫細(xì)胞在人體內(nèi)就像一支流動(dòng)的軍隊(duì),它們在骨髓、胸腺、脾臟和600多個(gè)淋巴結(jié)之間通過血流和淋巴流移動(dòng),哪里有病毒入侵,它們就沖到哪里戰(zhàn)斗。但是,在太空的微重力環(huán)境下,免疫細(xì)胞流動(dòng)的微動(dòng)力會(huì)發(fā)生變化,可能會(huì)影響免疫細(xì)胞的發(fā)育,對免疫細(xì)胞的移動(dòng)和分布也可能會(huì)產(chǎn)生影響!

  不過,在徐侃彥看來,太空中宇航員會(huì)出現(xiàn)免疫力下降,原因是多方面的,除了微重力等空間環(huán)境因素造成的生物學(xué)效應(yīng)之外,工作壓力大、生物鐘紊亂、睡眠質(zhì)量下降、孤獨(dú)等主觀因素,都可能導(dǎo)致宇航員免疫系統(tǒng)功能下降,從而導(dǎo)致其抵御病原微生物侵襲的能力下降!坝幸恍┎《驹谌梭w內(nèi)看似休眠,主要是因?yàn)槭艿矫庖呦到y(tǒng)的壓制,而不是真正的失活,一旦在太空飛行期間人體的免疫力下降,它們就可能被喚醒!

  綜上所述,“宇航員如果在太空感冒發(fā)燒,后果會(huì)比地面更嚴(yán)重,感冒的傳染性使密閉空間中的其他宇航員更容易被傳染;人體的免疫力下降使感冒更難自愈;感冒病毒在空間站一旦發(fā)生變異,傳染性和毒性可能更強(qiáng)!毙熨⿵┱f。

  想在太空作惡沒那么容易

  不過,縱使病毒花樣再多,人類也總有破解它們的招數(shù)。

  “為了防止地球的病毒被帶上太空,航天器在建造、測試、運(yùn)輸和發(fā)射前,要保持環(huán)境的絕對潔凈,必要時(shí)還要進(jìn)行干熱滅菌、輻射滅菌等微生物的消殺處理,以火星等可能存在地外生物的星球?yàn)槟繕?biāo)的探測器,就是這樣進(jìn)行微生物防護(hù)的!毙熨⿵┱f。

  如果航天器的構(gòu)件以及里面的空氣、食物和水沒有受到污染,那么剩下的感染源就是宇航員了。徐侃彥介紹,為避免病毒被帶上太空,在宇航員執(zhí)行太空任務(wù)之前,還會(huì)對其進(jìn)行醫(yī)學(xué)隔離和檢疫,確保他們不攜帶活性病毒升空。

  即便微生物僥幸被帶進(jìn)了太空,它們想生存下來,也需要逃過人類的各種圍追堵截。據(jù)資料顯示,國際空間站在軌期間,宇航員會(huì)定期對艙內(nèi)表面進(jìn)行微生物檢測、清潔和消毒。航天器內(nèi)的高效過濾膜會(huì)幫助清除艙內(nèi)空氣中的微生物,而水系統(tǒng)中的微生物,主要通過在水中添加銀離子或碘離子清除。

  在確保病毒不被帶上太空的同時(shí),宇航員結(jié)束太空任務(wù)返回地球后,一般也需要經(jīng)過2—3周的醫(yī)學(xué)隔離。

  “目前,太空中沒有發(fā)現(xiàn)獨(dú)立于宿主存在的病毒,所以不用太焦慮。不過,火星是地外星球中,最可能存在地外生物的,因此,未來的載人火星探測活動(dòng)一定要注意保護(hù)宇航員和地球不被地外生物污染!毙熨⿵┱f。

  今年4月,國際空間站將面臨宇航員輪換,NASA正采取嚴(yán)格措施防止新冠病毒進(jìn)入空間站。據(jù)NASA消息,4月9日,兩名俄羅斯宇航員和一名美國宇航員將飛赴國際空間站。這3名宇航員在進(jìn)入太空前要經(jīng)歷特定的“健康穩(wěn)定化”步驟,其中包括為期兩周的隔離期。NASA已采取“增強(qiáng)版”安全措施,盡可能減少參與火箭發(fā)射與返回艙回收的工作人員數(shù)量,所有與宇航員接觸的工作人員必須先經(jīng)過嚴(yán)格的醫(yī)學(xué)隔離。

  NASA醫(yī)療工作人員巴茨馬諾娃說,各國航天機(jī)構(gòu)一直致力于防止任何病毒進(jìn)入國際空間站,“考慮到增強(qiáng)的安全措施,新冠病毒進(jìn)入國際空間站的可能性微乎其微。”(金鳳)