雙城記——探索太空旅行對健康的影響

　　盡管SpaceX計劃在十年內將人類送上火星，但我們尚不清楚長時間的太空旅行對人體健康的影響。那么，同卵雙胞胎的研究是否能夠帶給我們一些答案？

　　與雄心勃勃的SpaceX不同，美國宇航局（NASA）的官員上月表示，美國航天部門將在25年內讓人類登上火星。不過，在此過程中，需要克服巨大的技術和健康難題，如來自宇宙的致命輻射、潛在的失明風險，以及骨骼萎縮的危險。

　　為了更好地了解太空旅行對人體健康的短期和長期影響，NASA決定利用同卵雙胞胎的遺傳相似性。同卵雙胞胎在遺傳上幾乎完全相同，因此，環境因素對健康有著巨大的影響。

　　在這項雙胞胎研究中，前宇航員Scott Kelly被派往國際空間站（ISS）待了一整年，而他的孿生兄弟Mark Kelly待在地球上作為對照。宇航員通常在空間站待六個月的時間，而這項任務的持續時間多了一倍。

　　雙胞胎研究

　　NASA在三年前啟動了這項研究，它由約翰?霍普金斯大學醫學院的Andrew Feinberg領導，旨在闡明長期暴露在零重力條件下將對宇航員的生物學特征有何影響。

　　前宇航員Scott和Mark自愿參加此項目。在出發之前，這對雙胞胎接受了全面體檢，包括唾液和血液檢查、尿液和糞便樣本檢測，以及認知檢查和全身成像。之后，在不同的時間點繼續開展這些檢測，而Scott的樣本被冷凍在國際空間站，以便在返回地球后再進行檢測。

　　這些檢測讓科學家能夠觀察到遺傳、微生物組、身體或認知方面的變化。他們預計會觀察到微生物組的變化，因為Scott和Mark的飲食有很大差異。Scott在國際空間站吃著預先準備好的脫水食物，而Mark在地球上吃著各種各樣的食物。

　　科學家預計太空中的輻射也會造成一些影響，包括冠心病、癌癥和認知障礙的風險。盡管Scott的基因序列沒有發生改變，但表觀遺傳修飾出現變化。即使在Scott返回地球后，大約7%的變化基因仍然如太空中一樣活躍，而重力也沒有把基因表達水平拉回正常值。

　　這些變化可能是長期的，并且至少與五個不同的生物學通路有關，不過，NASA已確定這些變化在最小范圍。之前的研究強調了微重力對表觀遺傳學的影響，而Mark在地球上的表觀遺傳變化也證明了這一點。不過目前還不知道這些變化意味著什么。

　　此外，Scott還出現了組織氧合不足以及線粒體損傷。他的端粒長度也發生了改變，起初長度增加，而在返回地球后長度迅速縮短。目前他的端粒長度已經穩定在太空旅行前的水平。同時，他的膠原蛋白水平、血液凝固和骨形成也有變化。所有的問題都可能歸因于零重力、輻射和其他太空飛行條件。

　　小鼠的太空之旅

　　為了進一步了解太空旅行對健康的影響，下一階段的雙胞胎研究將在小鼠身上開展。小鼠是成熟的人類健康研究模型，而小鼠實驗的某些變量可以嚴格控制，包括飲食。這將讓研究人員了解微生物組的變化是否歸因于微重力環境。

　　此次實驗將使用遺傳特征相同的小鼠。在今年6月，SpaceX的龍（Dragon）載貨飛船成功發射。20只小鼠被送往國際空間站，而另外20只留在地球上。這項研究的結果將讓人們更好地了解太空旅行是否影響人體健康，以及未來的火星任務是否可行。