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太空飞行中微生物对航天员健康影响及应对措施

来源:中国数字科技馆

  随着载人飞行的次数和时间的增加,航天员发生疾病的风险也在增加。除了失重带来的影响外,航天员还将面临细菌、病毒等微生物带来的困扰,这将直接影响任务的执行和完成程度。阿波罗13任务因环控系统故障提前结束飞行,因此造成了座舱环境问题。飞行后一名乘员罹患尿路感染,经查为绿脓杆菌感染所致。这一结果提示微生物对乘员健康的影响是非常明显的。

  致病菌是指能引起疾病的一类微生物,也被称为病原微生物,其中包括细菌、真菌、支原体、衣原体等。而条件致病菌是指在特定条件下引起疾病的微生物。例如金黄色葡萄球菌和链球菌,它们常存在于体表皮肤、鼻腔,不引起疾病,而一旦通过伤口进入血液或人体免疫力降低时,可能会引起皮肤感染、肺炎等疾病。

  在阿波罗7任务中,有三株条件致病菌被发现在乘员间发生了转移,金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌和曲霉菌。在飞行前仅两名乘员的5个体表检测点检出金黄色葡萄球菌,但在返回后3名乘员16个体表检测点都检出金黄色葡萄球菌。此外金黄色葡萄球菌被认为造成了阿波罗12任务乘员皮肤感染。目前金黄色葡萄球菌的检测和治疗是NASA飞行前医学检查的重要项目之一。阿波罗17任务中一名乘员患有慢性皮肤感染,分离得到红色毛癣菌;飞行期间另一名乘员脚趾也出现了类似的皮肤感染症状。

  此外,航天员在太空中可能面临潜伏病毒再活化,病毒活化对人体危害极大,从而成为中长期空间飞行主要障碍之一。由于人类感染携带潜伏病毒机率在90%以上,大部分航天员也不可避免地携带此类病毒。初次感染潜伏病毒症状轻微或无症状,但当受到失重、辐射、生理节律改变等因素影响时,航天员免疫功能明显下降,尤其是细胞免疫功能受抑制,机体不能有效地清除病毒和被感染的细胞。这可使潜伏病毒激活,同时由于舱内空气和水循环利用、环境密闭等,导致病毒密度增加和传播性增强,增加了患病风险。

  因此如何进行防护,成了航天员健康保障的重要难题。经过近半个世纪的探索,已经研究出一些相对完善的应对策略。比如在飞行前实施健康监督隔离,通过对航天员飞行前所接触的环境、人员进行控制,从而降低航天员飞行前携带致病菌的风险,确保在飞行前不发生疾病。在航天器的组装过程中严格进行微生物控制,以降低飞行中舱内微生物数量,降低航天员受微生物侵害的可能性。此外,还可以采用如通过航天器内环境控制系统控制微生物数量、制定卫生清洁制度、利用饮食和合理作息来增强航天员自身免疫力等一系列措施,从而有效保障航天员的健康。

(中国航天员科研训练中心:王珩、张成普、吴斌)

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