太空飛行會引發(fā)宇航員分子、細(xì)胞和生理變化，給人體帶來各種生物醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)。隨著越來越多的人探索太空，了解與太空暴露有關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)，對于準(zhǔn)備長時(shí)間的月球甚至潛在的火星任務(wù)十分重要。但當(dāng)前的航天醫(yī)學(xué)框架滯后于地球上的精準(zhǔn)醫(yī)療進(jìn)步，這凸顯出快速發(fā)展太空醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫、工具和方案的必要。

6月11日，“自然系列”若干期刊發(fā)表了關(guān)于宇宙飛行如何影響人類生物學(xué)的“空間組學(xué)和醫(yī)學(xué)圖譜”（SOMA）系列文章，其中收集分析的樣本來自包括美國太空探索技術(shù)公司SpaceX靈感4號的首次全平民飛行任務(wù)，以及在國際空間站度過半年或一年的宇航員，為空間飛行的健康影響提供了長期的視角。這些發(fā)現(xiàn)是目前最大的航空航天醫(yī)學(xué)和空間生物學(xué)資料匯編。

零重力飛機(jī)中的失重，圖片來自：靈感4號機(jī)組John Kraus

在一項(xiàng)發(fā)表于《自然》的研究中，美國威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的Eliah Overbey和Mathias Basner、Christopher Mason等介紹了靈感4號的數(shù)據(jù)，4名平民宇航員在地球上空590公里飛行了3天，這一位置高于位于地球上空370~460公里軌道運(yùn)行國際空間站。這項(xiàng)任務(wù)采用了新的太空飛行硬件和診斷設(shè)備，研究者發(fā)現(xiàn)短期任務(wù)沒有給機(jī)組人員帶來重大健康風(fēng)險(xiǎn)，提出的數(shù)據(jù)描述了人體在解剖學(xué)、細(xì)胞、生理和認(rèn)知層面適應(yīng)宇宙飛行的最初階段。

在另一項(xiàng)發(fā)表于《自然—通訊》的研究中，威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的JangKeun Kim、Braden Tierney、Scott Smith、Sara Zwart和同事研究了空間飛行對靈感4號任務(wù)平民宇航員免疫系統(tǒng)的影響，并與64名其他宇航員的情形作比較，提供了免疫系統(tǒng)和微生物組對太空飛行反應(yīng)的高分辨率圖譜。他們發(fā)現(xiàn)不同任務(wù)中的免疫系統(tǒng)干擾既有共性也有差異，為未來的任務(wù)提供了單細(xì)胞層面的免疫參考，包括基因表達(dá)、染色質(zhì)可及性和轉(zhuǎn)錄因子基序可及性的變化。特定細(xì)胞類型對太空飛行的響應(yīng)不同，CD14和CD16單核細(xì)胞展現(xiàn)出染色質(zhì)可及性和基因表達(dá)的變化最大。他們還報(bào)告說，女性在基因表達(dá)變化和染色質(zhì)狀態(tài)上回歸基線的速度更快。而且他們發(fā)現(xiàn)纖維蛋白原和IL-8也會受到性別特異性影響，這表明凝血和免疫系統(tǒng)調(diào)控對未來宇航員精準(zhǔn)醫(yī)療研究非常重要。

太空健康轉(zhuǎn)化研究所（TRISH）在飛行軌道上進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。圖片來自：SpaceX靈感4號 

SOMA系列論文還探索了表觀基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)（及表觀轉(zhuǎn)錄組）的變化、宇航員和航天器的微生物組動力學(xué)、分泌組和外泌體的蛋白質(zhì)組和代謝變化、線粒體響應(yīng)、倫理考慮、減輕太空環(huán)境對身體損害的對策，以及對新任務(wù)的提議。研究者認(rèn)為，充分利用SOMA數(shù)據(jù)組、工具和資源或有助于加速精準(zhǔn)太空醫(yī)學(xué)發(fā)展，改進(jìn)健康監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)緩和，并為未來的月球、火星和其他太空任務(wù)提供基線數(shù)據(jù)。

相關(guān)論文及論文集信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07639-y

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07648-x

https://www.nature.com/immersive/d42859-024-00009-8/index.html

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