太空旅行會改變基因損害宇航員的免疫系統
一項新的研究發現,嚴格的太空旅行改變了宇航員的基因,導致免疫系統受損,可能使他們容易受到病原體感染,特別是當他們第一次返回地球時。太空是一個極端的環境,可能使宇航員暴露在各種危險中,包括健康危險。有證據表明,短期和長期的航天飛行對許多生理功能有負面影響,主要是由於往返於微重力環境的過渡,導致體液在體內轉移。
以前的研究已經考察了太空飛行對身體免疫系統的影響。即使在20世紀60年代和70年代的阿波羅任務期間就已經觀察到,當時超過一半的宇航員在返回地球的一周內就患上了感冒或其他感染。有證據表明,太空旅行會削弱免疫系統,來自加拿大渥太華大學的研究人員試圖了解造成這種情況的原因。
研究人員研究了2015年至2019年期間在國際空間站居住了4個半月至6個半月的14名宇航員的白血球(白細胞)的基因表達。每個宇航員的血液樣本在10個點上被採集:飛行前一次,飛行期間四次,以及回到地球後五次。
他們發現了15410個在白細胞中不同表達的基因,並且在這些基因中確定了兩個沿著時間線改變其表達的集群。這兩個基因簇主要由蛋白質編碼基因組成,但兩者之間存在著差異。第一個基因簇的功能主要與免疫有關,而第二個基因簇則與細胞結構和功能有關。
研究人員觀察到,當宇航員到達太空時,第一個基因簇調低了,當他們在地球上時又調高了;第二個基因簇的情況則相反。
該研究的作者之一Odette Laneuville說:”在這裡我們表明,當宇航員到達太空時,許多與免疫功能有關的基因的表達迅速減少,而當他們在國際空間站上六個月後返回地球時,情況則相反。這些結果表明,太空旅行導致免疫系統的力量迅速下降。”
另一位合著者Guy Trudel說:”較弱的免疫力增加了感染性疾病的風險,限制了宇航員在太空中執行苛刻任務的能力。如果感染或與免疫有關的狀況演變為需要醫療護理的嚴重狀態,宇航員在太空中獲得護理、藥物或疏散的機會就會受到限制。”
然而,該研究也帶來一些好消息。研究人員發現,兩個集群中的大多數基因在返回地球的一年內恢復到飛行前的表達水平。通常情況下,這發生在幾週之內。研究人員說,儘管如此,這意味著返回的宇航員在回國後的大約一個月內面臨著更高的感染風險。
研究人員不確定宇航員的免疫系統需要多長時間才能完全恢復,但他們認為這很可能取決於年齡、性別、遺傳差異和童年時接觸的病原體,下一步公司做是製定措施,防止空間誘導的免疫抑制。
Laneuville說:”下一個問題是如何應用我們的發現來指導設計對策,以防止在太空中出現免疫抑制,特別是在長期飛行中。”
這項研究發表在《免疫學前沿》雜誌上。