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铮瑢τ詈絾T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。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、細菌等微生物有更多的可乘之機，宇航員“中招”的風險更大。
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铮瑢τ詈絾T的安全造成威脅，嚴重時甚至會導(dǎo)致任務(wù)無法正常進行。”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)教授王立新進一步解釋說：“免疫細胞在人體內(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，免疫細胞流動的微動力會發(fā)生變化，可能會影響免疫細胞的發(fā)育，對免疫細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。”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、運輸和發(fā)射前，要保持環(huán)境的絕對潔凈，必要時還要進行干熱滅菌、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的探測器，就是這樣進行微生物防護的。”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正采取嚴格措施防止新冠病毒進入空間站。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，各國航天機構(gòu)一直致力于防止任何病毒進入國際空間站，“考慮到增強的安全措施，新冠病毒進入國際空間站的可能性微乎其微。”
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