双胞胎研究对未来星际旅行途中人类的康健有什么意义？

美国航天局的“斯考特凯利”双胞胎研究是怎样改写太空医学的未来的？

“这篇论文是太空中的人类基因组学时代的开始。”

2015和2016年间，双胞胎兄弟斯考特和马克凯利住得离相互尽可能得远。马克在地球上过着他的正常生活，打打高尔夫，四处转转。与此同时，斯考特在离地球外貌254英里的国际空间站待了一年。如今，《科学》刊登的一篇论文中形貌的对凯利兄弟举行的一系列实验（被认为）正在为太空医学的未来做着准备。

“这篇论文是太空中的人类基因组学时代的开始。”

斯考特和马克是一对同卵双胞胎，也就是说他们拥有同样的基因，这使他们成为美国航天局研究机体在适应轨道生活时对基因调控以及基本生理系统造成的影响的完美工具。最新的论文中揭晓了对双胞胎举行的十个差别研究的效果。其中大部门都带来了好消息：太空航行可能会对身体造成短期改变，但这些变化不会连续。

在一个出书社集会上，科学家提醒道这些效果不应该被拿来作为我们已经做好殖民遥远星球的准备的证据。不行否认的是，这项研究为空间医学领域奠基了至关重要的基础，研究的配合作者兼约翰霍普金斯大学内科专家安德鲁芬伯格博士告诉天文在线。

“那实际上才是我们这个研究最重要的（意义），” 芬伯格说。“这篇论文是太空中的人类基因组学时代的开始。”

马克和斯劳特凯利，美国航天局的双胞胎实验中的双胞胎

美国航天局的双胞胎研究将怎样把我们带进太空

从凯利兄弟的对比中可以看出太空影响了肠道微生物组，引起细菌转移。待在太空中导致斯考特脖子上的颈动脉轻微加粗还改变了他头部流体的移动方式，这可以解释为什么有些宇航员反映在太空中会泛起视力问题—一种名为航天神经眼综合症（SANS）的症状。此外，他的端粒—染色体末了随时间缩短的掩护盖—加长了，这也意味着他生理年事的变化速率减慢了。纵然那些端粒在他一回到地球时就又变短了。

这些康健指数将是日后美国航天局生长他们标明宇航员在太空中碰面临的差别康健风险的人类研究线路图的焦点。种种风险被指定成红色，黄色或绿色的状态，宾夕法尼亚大学为美国航天局举行研究的时间生物学家马蒂亚斯巴斯纳博士告诉天文在线。

“简而言之，他们有这样一份线路图需要去完成，这样一来我们就能在把宇航员送上火星前获得所有绿色或黄色的区域。”巴斯纳说。

“红色”状态表现我们不知道要怎样在特定的太空情况中处置惩罚的状况。例如说，我们可能能在较低的地球轨道敷衍SANS，但美国航天局不清楚如何在更长距离的任务中处置惩罚它。黄色状态标示着美国航天局有些措施敷衍的状况。标注绿色状态的状况则风险较低。

美国航天局对航天神经眼综合征的风险的分类

随着我们对太空状况处置惩罚方法的开发，双胞胎研究数据有望资助我们把一些显眼的红灯转酿成黄色或绿色。开发治疗手段的关键之一，芬伯格增补道，是能够在太空中举行深度分析，他加上这也正是双胞胎研究的另一大收获。

太空医学的生长

与康健有关的太空研究是很难的，芬伯格点明。这包罗往返地球的太空舱供应，以及用难以置信得少的血量开展事情—比医院允许从孩子身上抽取的量还要少。双胞胎研究证明我们做研究不需要一吨的血从而打破了这个束缚，开启了用宁静的方式在太空举行分析的门。

“我们在双胞胎研究中获得的事实是，在太空中获取的样本，纵然体积小到只用于太空航行，也适合基因分析，”他说。

在太空中举行基因分析的能力，斯坦福大学的遗传学家迈克尔斯奈德博士增补，是必不行少的。他对于未来太空探索的想象是能够在太空中实时举行个性化基因分析，这样我们就可以识别并应对未来可能会泛起的疾病

“关于去火星这一恒久任务的一点是，一旦你踏上旅途，如果你的康健状况出了什么问题，你将不得不实验自己去解决它，”斯奈德跟天文在线说。解决那些贫苦的关键，他说，是获得正确的诊断并有富足的时间去作出反映。

“我的梦想是能以比我们现在高许多的水准实时分析人们。”

“我的梦想是能以比我们现在高许多的水准实时分析人们，”他继续说。“人们正在研究的技术或许可以通过血样收罗看出他们的心脏，新陈代谢以及压力康健方面发生了什么。”

我们已经能举行迅速的基因分析，但仅限在拥有宁静可预测性的地球上。为了验证是否能把至少一部门技术带进太空，芬伯格在美国航天局模拟微重力的飞机“吐逆彗星”上举行了一些分析。

事实证明在微重力情况下处置惩罚血样是没问题的。这是向前迈出的重要一步，因为这说明在穿梭太空去火星的路上运行考试将是有可能的。然而，芬伯格增补，我们另有路要去探索：“验序方式必须与在地球上差别。你没法有台大验序机。”

另一位到场研究的科学家，威尔康纳尔医学院的克里斯梅森博士已经朝这个偏向迈出了一大步。2016年的时候，他开发出一款基于纳米孔的验序机，首次实现在国际空间站上举行基因分析。这样的技术对太空医学来说是开创性的，斯奈德增补，因为这能有助于实时检测疾病或者分析星际旅行者的康健，这样我们就能在疾病伸张到未来的深空殖民地前对它加以控制。

“想象一下如果航天器里有真菌或某些工具生长，你实际上能用便携式的验序机把它（的基因序列）弄清楚。那其实现在已经存在了，”斯奈德说。

飞越近地轨道

在月球，火星及其他星球定居的大计划已经被私人航空公司以及美国政府宣布。找到在那些任务中让宇航员保持康健的正确技术将是他们乐成的关键，但纵然在双胞胎研究之后，仍留下一个大问题：当我们离地球更远之后会发生什么？

斯考特凯利在国际空间站上的住所

芬伯格说我们仍不知道一旦越过低空轨道待更久的时间会发生什么。已知的是高能宇宙射线会损害DNA；在太空中，这可能会在癌症风险以及其他康健问题上极大地影响未来的星际旅行者。

“近地轨道的袒露水平要比火星甚至月球任务中所履历的低得多，”芬伯格说。“我认为我们在对近地轨道之外基因组和表观基因组的稳定性有更多相识前都不应前往火星，因此应该尽可能早地计划纳入下一项任务的事情。”

进入深空的风险是无法制止的，巴斯纳增补。“这相当难，辐射固然是个问题，同时我预计在某个时候，如果我们想在未来十年内去那的话，我们将不得不负担（相应的）风险。”

纵然美国航天局的双胞胎研究当下没法回覆辐射的问题，它向弄清楚太空到底有多危险迈出了一步。关于我们进入近地轨道所负担的风险，它提供基准信息的能力是开创性的—这是块随着我们不行制止地越来越深入太空，让我们明确将面临的威胁的重要垫脚石。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Emma Betuel-七仲夏

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