編者按：本文於昨天（2月21日）發表在《今日宇宙》上，作者是馬特·威廉士（Matt Williams）。 編譯者曹志，內容僅供參考。
乙個多世紀以來，人類一直夢想著有一天（能夠作為乙個物種探索太空）。 近幾十年來，隨著商業航天工業（Newspace）的興起，以及計畫在低地球軌道（LEO）、月球表面甚至火星上建立棲息地的計畫，對太空探索的興趣達到了乙個新的高峰，夢想似乎觸手可及。 從目前的情況來看，很明顯，太空探索將不再是太空人和官方航天機構的“專屬任務”。
但在大遷徙開始之前，有許多問題需要解決。 例如，長期暴露在微重力和空間輻射下對人類健康有什麼影響？ 這反過來又包括對肌肉和骨密度損失的影響的深入研究，以及在太空中度過的（漫長且相對孤獨的）時間將如何影響人體器官，如心血管和心理健康。 在最近的一項研究中，乙個國際科學家團隊研究了以前相關研究中經常被忽視的乙個領域：人體中的微生物組（空間變化）。 簡而言之，太空中的“時間”會對我們的健康至關重要的腸道微生物組產生什麼影響？
該小組由來自伊朗設拉子醫科大學電離和非電離輻射防護中心（INIRPRCR）、黎巴嫩國際大學、貝魯特國際大學、聯合王國格拉斯哥大學的生物醫學研究人員組成，科威特海灣大學應用數學和生物資訊學中心（CAMB）也參加了會議。 捷克科學院（CAS）核物理研究所（NPI）和維也納理工大學原子研究所。該團隊的工作最近發表在《微生物學前沿》（Frontiers in Microbiology）上。
微生物組是生活在我們體內和體內的所有微生物的集合，包括細菌、真菌、病毒及其各自的基因。 這些微生物是我們身體及其與周圍環境相互作用的關鍵，因為它們可以影響身體對入侵病毒及其原始物質的反應。 特別是，一些微生物改變了入侵病毒並增強了後者的破壞力，而另一些微生物則充當了抵禦入侵外來病毒的“緩衝”，以減輕毒素的影響。 正如他們在研究中指出的那樣，太空人身體表面和身體表面的微生物群將受到微重力和空間輻射（包括宇宙射線GCR）的“壓力”。
宇宙射線是一種高能輻射，主要由被加速到接近光速的被剝奪電子的質子和原子核組成。 當這些射線由那些比氫或氦重的元素產生時，它們的高能核成分被稱為 hze 離子——一種特別危險的物質。 當這些粒子影響我們的大氣層或太空飛行器以及國際空間站（ISS）上的防護罩時，就會發生二次粒子雨。
雖然地球的保護性磁層和大氣層阻止了這些粒子中的大多數到達地表，但太空中的太空人能夠定期進入它們。 正如研究人員在報告中指出的那樣，先前的研究表明，這種暴露（暴露）可能會增強太空人適應輻射的能力，這一過程被稱為“無線電適應”。 然而，他們還指出，無線電適應的程度因太空人而異，一些太空人在開始探索深空的任務之前已經（並且可能已經）經歷了“不利的生物影響”（在這種情況下，是一種特定的病毒）。
因此，研究人員建議進一步研究以確定與太空環境相關的風險，太空環境充滿了質子，太空人在遇到HZE粒子之前會接觸到其他質子。 第三，美國宇航局的多工執行模型表明，太空人可以將“劑量調整”作為他們的第乙個任務。 然而，研究小組指出，目前的研究表明，多次太空飛行並不一定能像預期的那樣提高遺傳異常的可能性（以繼續改善健康狀況），這可能意味著身體可能有一種自然機制來防禦過度的“無線電適應”。
在建議方面，該團隊認為國際空間站是測試人類微生物組對空間輻射和微重力反應的理想環境。 他們還解決了該領域許多以前未探索的問題，包括輻射對微生物組和環境細菌的長期影響：
國際空間站（ISS）是乙個獨立的受控系統，可用於研究人類微生物組（在太空中）與其棲息地微生物群之間的相互作用。 據研究人員稱，國際空間站是乙個密封的封閉系統，但它容納了許多微生物......在這種情況下，美國宇航局的科學家沒有考慮到“適應”可能不僅限於太空人和太空人體內的細菌; 它也沒有考慮到空間站上的細菌不僅會引發對HZES（當時服用的藥物）造成的強烈DNA損傷的抵抗力，還會引發對“細菌活動的其他威脅”（如抗生素）的抵抗力。
抗生素耐藥性的增加會危及太空人的生命，他們在長期任務中經常面臨受傷和感染的風險。 此外，研究人員在報告中強調，太空旅行和長時間暴露在微重力下會削弱人體的免疫系統，降低太空人對微生物的天然抵抗力，尤其是那些對輻射、熱、紫外線和乾燥具有高度抵抗力的微生物，這些微生物往往更適合在太空中生存。 正如研究人員所總結的那樣：
與太空人相比，微生物組更能適應太空的惡劣環境，因為他們可以通過“快速獲取微生物基因”來比人類更快地進化和適應。 微生物的'世代'時間要短得多，使它們能夠產生更多的後代，每個後代都有獨特的基因突變，可以幫助它們在太空環境中生存。
因此，研究小組強調，在執行任務之前，需要進行更多的研究來評估微生物的適應程度。 這對於識別潛在風險和制定緩解戰略、創新**和干預措施至關重要。 他們還建議太空人定期進行細胞遺傳學測試，以測量他們的“適應性反應”，並且只應選擇那些對較低劑量輻射表現出高度適應性反應的太空人進行暴露於較高劑量輻射的任務。
他們還承認，在太空中研究太空人微生物組存在一些挑戰。 其中包括在微重力下進行實驗的困難，因為特定環境會影響微生物的生長和行為（其資料可以以與地球不同的頻率捕獲），這使得獲得準確可靠的資料更具挑戰性，以及病原體傳播的潛在危險在具有迴圈空氣系統的封閉環境中。 然而，這項研究需要在實現載人深空探索之前進行，因為它需要識別潛在的病原體並制定防止其在任務期間傳播的策略。