隨著人類準備進行更長時間的地球以外任務，科學家們正在揭示太空如何重塑人體的令人不安真相。 其中受影響最嚴重的系統是免疫系統，它在軌道上表現得不可預測。 這個新興領域，被稱為太空免疫學，現已成為保護宇航員健康的核心。 最近發表在《自然-免疫學評論》上的一項研究描繪了太空飛行中經歷的細胞混亂——以及可能的解決方案。
太空飛行期間體內的隱秘戰爭
太空長期以來因其令人敬畏和驚奇而被浪漫化，但對於宇航員來說，生物後果遠非詩意。 從微重力到宇宙輻射，軌道上的生活將免疫系統推向未知領域。 多年來，研究人員觀察到宇航員免疫力減弱和神秘癥狀——從持續感冒到奇怪皮疹——但缺乏機制性解釋。
“大多數關於太空飛行的經典人類免疫學數據來自基本表型研究——你可以看到太空飛行擾亂了免疫系統，但對為什麼免疫系統在太空中不能良好運作知之甚少，”新研究的主要作者丹·維納博士解釋道。
近期的變化是引入了多組學分析，一種在超詳細分子水平
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上檢查細胞的工具。
“現在研究人員將多組學引入工作，我們和其他人能夠識別與太空相關的免疫功能障礙的機制和特徵，”維納補充道。
這些發現，來自國際空間站任務、地球上的類比，甚至SpaceX的Inspiration4民用任務，現在構成了太空免疫學首個科學路線圖的骨幹。
微生物組、病毒威脅與細胞叛亂
在細胞層面，太空使免疫系統陷入混亂。 宇航員不僅承受壓力; 他們在生物上失去平衡。 腸道微生物組作為免疫功能的關鍵部分，意外地發生變化。 潛伏病毒——如愛潑斯坦-巴爾病毒或皰疹病毒——可能在軌道上重新啟動，使宇航員面臨突發疾病的危險。
維納的研究發表在《自然-免疫學評論》上，記錄了細胞在微重力條件下如何誤觸發。 T細胞、B細胞和其他免疫反應者常常表現不可預測。 正如研究所述，
“建立這一新興太空免疫學子專業的更大目標是開發對策，以保護那些探索地球以外生命的人的健康。”
這些對策範圍從個人化免疫健康計劃到太空任務期間的即時免疫監測。 研究人員甚至建議開發為太空環境量身定製的疫苗，並識別可能增強免疫韌性的營養化合物。
機器學習、槲皮素與保護新前沿
為了支持這些對策，科學家們正在轉向機器學習來檢測模式和預測風險。 一條有希望的研究線涉及一種名為槲皮素的植物化合物，它可能有助於在太空中正常化免疫反應。 維納實驗室的早期結果表明，它可以用作宇航員的預防性補充劑。
但這不僅僅關乎地球軌道了。 隨著航太機構尋求建立月球基地並準備長途前往火星，維持穩定免疫系統的賭注變得更高。 像火星塵埃、升高的輻射水平和改變的重力等環境壓力源都可能加劇免疫功能障礙。
“我們現在可以精確跟蹤免疫系統的每個細胞如何適應太空和不同行星環境，這可以指導新任務的準備並説明保障宇航員安全，”共同撰寫該論文的威爾康奈爾醫學院的克裡斯托弗·梅森說。
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毫無疑問，太空免疫學仍處於起步階段，但其潛力巨大。 當前研究奠定了未來科學家可以構建的基礎——無論是用於空間站、行星際任務，還是長期殖民努力。 目前，它作為一個明確的警鐘：太空以我們剛剛開始理解的方式改變我們。
“太空免疫學的研究仍處於非常早期的階段，”維納說。 “我們認為這篇論文為未來研究奠定了基礎，作為受太空飛行影響最大的人體系統之一的指南。 參與太空研究無疑是令人興奮的時期。 ”