宇航员在太空旅行时常常经历免疫功能障碍、皮肤发疹和其他炎症状况。一项新的研究建议,这些问题可能是由于航天器过于无菌的特性。研究表明,国际空间站(ISS)与地球上人造环境相比,微生物的多样性明显较低,而在空间站存在的微生物大多数是人类带入的物种,这表明来自自然的更多微生物的存在可能有助于改善宇航员在空间站的健康。
宇航员在太空旅行时常常经历免疫功能障碍、皮肤发疹和其他炎症状况。一项新的研究在2月27日发表在Cell Press期刊《细胞》上,建议这些问题可能是由于航天器过于无菌的特性。研究表明,国际空间站(ISS)与地球上人造环境相比,微生物的多样性明显较低,而在空间站存在的微生物大多数是人类带入的物种,这表明来自自然的更多微生物的存在可能有助于改善宇航员在空间站的健康。
“未来的建造环境,包括空间站,可能受益于故意培养多样的微生物群落,这些群落更好地模拟地球上经历的自然微生物暴露,而不是依赖高度消毒的空间,”加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的共同第一作者罗杜尔福·萨利多(Rodolfo Salido)表示。
研究人员与宇航员合作,擦拭了国际空间站上803个不同表面——这是之前调查中所采集样本的约100倍。返回地球后,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,展示了每种物质在国际空间站上的分布位置以及细菌和化学物质之间的相互作用。
研究小组发现,总体而言,人类皮肤是国际空间站上微生物的主要来源。清洁产品和消毒剂的化学物质普遍存在于整个空间站。他们还发现,国际空间站内部的不同“模块”或房间拥有不同的微生物群落和化学特征,这些差异取决于模块的使用。例如,餐饮和食品准备区含有更多与食物相关的微生物,而空间厕所则含有更多与尿液和粪便相关的微生物和代谢物。
“我们注意到,国际空间站表面上消毒剂的丰度与空间站不同位置的微生物多样性高度相关,”加州大学圣地亚哥分校的共同第一作者娜娜·赵(Nina Zhao)表示。
当他们将国际空间站与地球上不同的人造环境进行比较时,研究人员发现,国际空间站的微生物群落的多样性低于大多数来自地球的样本,更类似于来自工业化、孤立环境样本的微生物群落,如医院和封闭栖息地,以及城市化地区的住宅。
与大多数地球样本相比,国际空间站的表面缺乏通常在土壤和水中发现的自由生活环境微生物。研究人员表示,故意将这些微生物及其栖息的基质引入国际空间站可能在不牺牲卫生的前提下改善宇航员的健康。研究人员将他们的建议与众所周知的园艺对免疫系统的有益影响进行比较。
“暴露于来自园艺的健康土壤与浸泡在我们自己的污垢中有很大的区别,这种情况发生在我们处于严格封闭的环境中,没有外界健康微生物来源的持续输入,”奈特(Knight)说。
未来,研究人员希望改进他们的分析,以便能够检测到潜在的致病微生物和来自环境代谢物的人类健康信号。他们表示,这些方法也可能有助于改善生活和工作在地球上类似无菌环境中的人的健康。
“如果我们真的希望生命在地球以外繁衍生息,我们不能仅仅把生命树的一小部分分支送入太空,并希望它能成功,”萨利多说。“我们需要开始考虑应该和这些宇航员一起发送什么其他有益的伴侣,以帮助他们开发可持续的、对所有人有益的生态系统。”