移居火星前，人類需要關注哪些健康風險

吳海旭

1961年4月12日，蘇聯第一次載人航天嘗試成功，人類第一次踏入充滿未知的太空。在過去的60年間，我們成功踏上了月球，也嘗試在太空中建空間站，馬斯克甚至已經在計劃30年后的火星移民。

我們與太空的距離將越來越近，隨之而來的，是對于太空生活的擔憂和疑慮。最近，某自媒體就提出，長期滯留太空后，航天員身體發生了巨大的不可逆改變，基因發生了變異，導致大腦和認知能力發生永久性改變，甚至性情大變。

太空環境究竟會對人體造成多嚴重的影響？其實，早在人類開始踏入太空時，相關的研究就在逐步開展，目的是為未來人類定居太空進行細致的風險評估研究。

進入太空存在的未知數

那么，在開始探討人體發生的改變前，我們有必要先了解這些改變的原因：太空環境和地球環境有什么不同？

在航天服保護下盡可能避免了真空、失壓、低溫的風險之外，第一個影響人體的因素就是重力。遠離地球后，重力幾乎消失，而我們的身體在漫長演化中針對重力有很多復雜的設計，就會在這時發揮反作用。我們的前庭系統對空間的感知將會混亂，進而導致進入太空幾小時后出現“太空病”，同時心血管系統、運動系統因為重力的紊亂也會出現問題。即使我們能在幾天內適應太空環境，進化上我們稱為 “習服”，即僅是生理上的適應，但長久來看，仍然會有嚴重的健康影響，因為我們并不是真正地適應太空。

另一個影響是輻射。在失去了地球大氣層的保護后，我們將直接和太空中的各種輻射接觸，尤其是來自太陽系外的銀河宇宙射線，其能量很高，因此可以輕易穿透飛船船體以及人體組織，在體內就可能造成復雜的損傷，比如對DNA造成突變影響，或者是影響大腦、心血管等身體組織器官。

還有一個重要影響是晝夜變化。我們身體內部有一套感知日夜變化的生物鐘系統，如果進入太空環境，光是在不同的地球軌道上，就會產生時間差。比如以時速28000千米繞地運轉的飛行器，就會和地球有90分鐘的日照差異，這就已經會對人體產生影響了。

長期太空環境對身體的影響

正如我們前文提到的，進入太空后，很多人經過前期的失重和晝夜變化之后，也許就可以自我調整 “習服” 下來，卻不會真正適應。

那么，長時間生活在太空對人體的影響是什么？

近年來，很多研究著眼于人體最重要的器官大腦上面，發現大腦細微結構上有不小的變化。最早研究者是使用銀河宇宙射線輻射中含有的物質對小鼠進行刺激，通過長時間的刺激，發現小鼠的記憶力和認知能力會下降，并且神經元的復雜性也會降低。隨著進入太空的航天員人數逐漸增加，研究者也開始關注他們的大腦結構變化。

2016年發表在《NPJ微重力》的一項研究，通過大腦結構核磁成像技術檢測，發現27名在太空工作后的航天員普遍出現了大腦顳葉和額葉部分區域的大腦皮層，以及小腦皮層的灰質減少，而運動皮層區域灰質增加。這說明太空環境可能會對大腦神經可塑性造成影響。

2017年發表在《新英格蘭》雜志的一項研究，發現34名航天員大腦位置會輕微向上偏移，同時腦脊液空間減小，并且往往是在長時間飛行的航天員中更顯著（平均164.8±18.9天）。

2020年發表在《科學進展》雜志的一項研究，針對平均飛行171天的航天員進行檢測，也得到了類似的結果，并且在飛行后7個月的隨訪中發現，他們大腦的大部分改變都恢復到了飛行前的水平。

除此之外，研究者還將目光聚焦到身體的其他部位：在失重環境中，骨密度或多或少都會有所降低，但是積極的鍛煉和康復訓練能減少這個問題;失重的環境還會使心血管系統處于持續失衡的狀態，頭部供血和動脈壓都會有不小的改變;輻射環境下也可能導致動脈血管僵硬，血管壁增厚，提高動脈粥樣硬化的風險。

還有研究探究了航天員飛行兩周后腸道菌群的變化。研究發現，航天員的腸道菌群在飛行前后有顯著的比例改變，但是在航天員休養4 周之后，腸道菌群就恢復正常了。

總體來看，在宇宙環境中，失重、輻射會給我們的身體帶來諸多難以預料的影響，但是這些研究都有一個局限性，因為不同人之間都會有遺傳差異，而進入太空的航天員數量太少，使得這些差異難以消除。2019年發表在《科學》雜志的一項研究就解決了這個問題，科學家利用同卵雙胞胎進行研究。

一對雙胞胎，其中一人生活在地球上，而另一個人成為航天員在太空中飛行了一年多。研究者抓住了這個機會，密切監測了兩個人的多種組學數據，仔細分析了太空環境對人體的影響。

更全面的研究發現了以往忽視的很多問題，比如因為失重讓身體負荷增加，膠原蛋白調節可能會導致血管壁增厚;血管內血液成分也發生了一定的改變，可能增加腎結石的風險;更嚴重的是，控制染色體分裂的端粒持續丟失，而這不僅和衰老相關，未來罹患糖尿病、癌癥的風險也會增加。

此外，也存在諸多潛在的身體健康風險，比如眼部疾病、基因表達有較大起伏、基因組出現突變的可能也會增加、認知功能也有所下降。

未來我們該怎么辦

即使是有如此多的風險，研究者的這些研究觀測也絕不是為了危言聳聽。相反，當我們意識到了太空可能帶來的這些危險因素，怎么解決就是我們需要考慮的問題了。

比如，如何利用輻射防護和藥物治療減少輻射對身體的損傷，或是將飛行器旋轉產生 “人造重力”來避免失重帶來的影響，或是利用生命支持系統為航天器中的人們提供必要的生存環境……

同時，也讓我們回到開頭提到的一些質疑。一方面，沒有研究將基因上的改變與大腦、心血管差異關聯起來，大腦和心血管結構發生的變化，往往是由于失重或者輻射直接造成的，大腦運動皮層灰質的不減反增，其實是反映了大腦在失重環境下的一種適應;另一方面，這些變化并非完全永久性，比如骨密度的下降在嚴格監控和積極訓練下是能有所恢復的，而大腦的大部分結構變化在飛行后一段時間也可以恢復。

但是，對于太空生活的評估仍然任重而道遠，我們現在能獲取的實驗數據仍然不多，也難以對身體情況進行更為詳細、全面的評估，而若干年后的生理變化，比如基因組不穩定、基因表達改變等影響也仍然是未知。

未來的火星移民計劃能否實施，可能還需要更多地監測身體狀況的變化。至少我們現在還不知道，數年居住在太空中會不會出現更大的健康風險。但我們也不應該盲目恐慌，大膽向前，謹慎求證，正是我們面對未來太空旅行的態度。