地球疫情暴发 逃到太空就真的安全了?

  一些在地球上不会对人体产生危害的微生物,在太空中可能就会转变为致病微生物,对宇航员的安全造成威胁。

  新冠病毒从3月初在全球开始暴发,根据世界卫生组织数据显示,截至北京时间4月6日16时,全球新冠死亡病例达到67594例。随着病毒的蔓延,有网友表示,现在世界上最安全的地方恐怕就剩下国际空间站了。在一般人看来,国际空间站似乎是一个远离尘世的净土,是人类处于太空中的一个“世外桃源”。

  然而真的是这样吗?虽然在漫长的生物进化史上,人类在与天花、脊髓灰质炎、鼠疫、霍乱等疫病的交锋中,总是占据上风。但是有专家表示,在太空的微重力环境、宇宙射线辐射等因素加持下,病毒、细菌等微生物有更多的可乘之机,宇航员“中招”的风险更大。

  微生物在空间站曾劣迹斑斑

  和地球上一样,国际空间站上也有大量的微生物,美国国家航空航天局(NASA)在对空间站内的微生物进行分类时,发现了包括葡萄球菌、肠杆菌、芽孢杆菌和红酵母等四大类微生物群落。科学家们指出,在办公室、健身房和医院等普通地球环境中也发现了类似的细菌,因此空间站与人类经常光顾的其他“人造环境”其实较为类似。

  研究人员发现,在这些微生物中,主要存在的致病细菌包括葡萄球菌、链球菌和微球菌等,其中,表皮葡萄球菌和人型葡萄球菌可引起皮肤感染及内脏组织器官感染;而链球菌中的肺炎链球菌易使宇航员患上肺炎;变型链球菌主要存在于人体牙斑中,是造成宇航员牙齿疾病的主要致病菌。此外,部分微球菌会寄生于人体皮肤、咽部和眼睛,当宇航员抵抗力下降时,会引发脑膜炎、败血症、关节炎等。

  1970年,NASA发射了阿波罗13号,宇航员海斯在返回时已经患上了严重的尿路感染,后来发现病因是铜绿假单胞菌感染。另有研究显示,1995年3月至1998年6月期间,某空间站发生了多次微生物感染宇航员事件,有宇航员患上了结膜炎、急性呼吸衰竭和口腔感染。2018年,NASA在对国际空间站带回的肠杆菌样本进行检测后发现,它们与地球上的某些肠杆菌在基因组成上十分相近,而后者已被证实了对免疫力低下者具备极强的感染能力。

  除了威胁宇航员的身体健康外,微生物对空间站和宇宙飞船的结构材料也形成了破坏。“和平”号空间站结构材料被微生物腐蚀,形成了一个2毫米的凹陷;“联盟”号飞船舷窗曾因霉菌的生长使能见度降低、光学性能下降。

  “一项在空间站上对某舱段的材料微损伤早期症状进行的调查显示,在30处发生材料微损伤的位置上,有超过一半是由微生物污染引起的。”航天神舟生物科技集团有限公司空间微生物实验室主任徐侃彦表示。

  平时人畜无害的病毒一上天就变脸

  在人体的肠道、肺部、皮肤等组织部位存在大量的共生微生物,包括细菌、病毒和真菌等。这些共生微生物已经成为人体不可或缺的一部分,可以跟人和平相处。

  而在远离地球的空间站,微生物和宇航员都面临着全新的环境。“一些在地球上不会对人体产生危害的微生物,在太空中可能就会转变为致病微生物,对宇航员的安全造成威胁,严重时甚至会导致任务无法正常进行。”徐侃彦说,微生物在太空中会因为受到环境压力而发生各种变化,空间辐射会导致微生物发生变异,空间微重力还会使微生物发生一些生理生化特性的改变,例如毒性、致病性和抗药性会增加。

  此外,在太空中,人体的免疫功能也会下降,这在非特异性和特异性免疫系统中都有所体现。在地面模拟失重效应的实验以及太空中进行的实验里,实验动物的淋巴器官都出现了不同程度的萎缩,这是导致免疫力下降的重要因素之一。

  东南大学医学院免疫学教授王立新进一步解释说:“免疫细胞在人体内就像一支流动的军队,它们在骨髓、胸腺、脾脏和600多个淋巴结之间通过血流和淋巴流移动,哪里有病毒入侵,它们就冲到哪里战斗。但是,在太空的微重力环境下,免疫细胞流动的微动力会发生变化,可能会影响免疫细胞的发育,对免疫细胞的移动和分布也可能会产生影响。”

  不过,在徐侃彦看来,太空中宇航员会出现免疫力下降,原因是多方面的,除了微重力等空间环境因素造成的生物学效应之外,工作压力大、生物钟紊乱、睡眠质量下降、孤独等主观因素,都可能导致宇航员免疫系统功能下降,从而导致其抵御病原微生物侵袭的能力下降。“有一些病毒在人体内看似休眠,主要是因为受到免疫系统的压制,而不是真正的失活,一旦在太空飞行期间人体的免疫力下降,它们就可能被唤醒。”

  综上所述,“宇航员如果在太空感冒发烧,后果会比地面更严重,感冒的传染性使密闭空间中的其他宇航员更容易被传染;人体的免疫力下降使感冒更难自愈;感冒病毒在空间站一旦发生变异,传染性和毒性可能更强。”徐侃彦说。

  想在太空作恶没那么容易

  不过,纵使病毒花样再多,人类也总有破解它们的招数。

  “为了防止地球的病毒被带上太空,航天器在建造、测试、运输和发射前,要保持环境的绝对洁净,必要时还要进行干热灭菌、辐射灭菌等微生物的消杀处理,以火星等可能存在地外生物的星球为目标的探测器,就是这样进行微生物防护的。”徐侃彦说。

  如果航天器的构件以及里面的空气、食物和水没有受到污染,那么剩下的感染源就是宇航员了。徐侃彦介绍,为避免病毒被带上太空,在宇航员执行太空任务之前,还会对其进行医学隔离和检疫,确保他们不携带活性病毒升空。

  即便微生物侥幸被带进了太空,它们想生存下来,也需要逃过人类的各种围追堵截。据资料显示,国际空间站在轨期间,宇航员会定期对舱内表面进行微生物检测、清洁和消毒。航天器内的高效过滤膜会帮助清除舱内空气中的微生物,而水系统中的微生物,主要通过在水中添加银离子或碘离子清除。

  在确保病毒不被带上太空的同时,宇航员结束太空任务返回地球后,一般也需要经过2—3周的医学隔离。

  “目前,太空中没有发现独立于宿主存在的病毒,所以不用太焦虑。不过,火星是地外星球中,最可能存在地外生物的,因此,未来的载人火星探测活动一定要注意保护宇航员和地球不被地外生物污染。”徐侃彦说。

  今年4月,国际空间站将面临宇航员轮换,NASA正采取严格措施防止新冠病毒进入空间站。据NASA消息,4月9日,两名俄罗斯宇航员和一名美国宇航员将飞赴国际空间站。这3名宇航员在进入太空前要经历特定的“健康稳定化”步骤,其中包括为期两周的隔离期。NASA已采取“增强版”安全措施,尽可能减少参与火箭发射与返回舱回收的工作人员数量,所有与宇航员接触的工作人员必须先经过严格的医学隔离。

  NASA医疗工作人员巴茨马诺娃说,各国航天机构一直致力于防止任何病毒进入国际空间站,“考虑到增强的安全措施,新冠病毒进入国际空间站的可能性微乎其微。”

(责编:赵超、吕骞)

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:http://www.medicoshc.com