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地球疫情暴發(fā) 逃到太空就真的安全了?

金 鳳

一些在地球上不會對人體產(chǎn)生危害的微生物，在太空中可能就會轉(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，截至北京時間4月6日16時，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遠(yuǎn)離塵世的凈土，是人類處于太空中的一個“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，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。科學(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，部分微球菌會寄生于人體皮膚、咽部和眼睛，當(dāng)宇航員抵抗力下降時，會引發(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。“和平”號空間站結(jié)構(gòu)材料被微生物腐蝕，形成了一個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。”航天神舟生物科技集團(tuán)有限公司空間微生物實驗室主任徐侃彥表示。

平時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。“一些在地球上不會對人體產(chǎn)生危害的微生物，在太空中可能就會轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏∥⑸?，對宇航員的安全造成威脅，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致任務(wù)無法正常進(jìn)行。”徐侃彥說，微生物在太空中會因為受到環(huán)境壓力而發(fā)生各種變化，空間輻射會導(dǎo)致微生物發(fā)生變異，空間微重力還會使微生物發(fā)生一些生理生化特性的改變，例如毒性、致病性和抗藥性會增加。

此外，在太空中，人體的免疫功能也會下降，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)的實驗以及太空中進(jìn)行的實驗里，實驗動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)就像一支流動的軍隊，它們在骨髓、胸腺、脾臟和600多個淋巴結(jié)之間通過血流和淋巴流移動，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)胞流動的微動力會發(fā)生變化，可能會影響免疫細(xì)胞的發(fā)育，對免疫細(xì)胞的移動和分布也可能會產(chǎn)生影響。”

不過，在徐侃彥看來，太空中宇航員會出現(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。“有一些病毒在人體內(nèi)看似休眠，主要是因為受到免疫系統(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)。”徐侃彥說。

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為目標(biāo)的探測器，就是這樣進(jìn)行微生物防護(hù)的。”徐侃彥說。

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，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一定要注意保護(hù)宇航員和地球不被地外生物污染。”徐侃彥說。

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。”

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