国际空间站上的微生物研究建议宇航员应多接触微生物

根据最近的研究发现，国际空间站（ISS）可能过于清洁，反而对宇航员自身造成了不良影响，因为这种高度清洁的环境使得有害微生物得以繁衍。

宇航员常常面临免疫功能障碍、皮肤疹及各种炎症问题。最近的一项研究指出，国际空间站上的微生物多样性显著低于地球上的大多数环境，而这些存在于空间站上的微生物主要是随着宇航员一同进入太空的。

“未来的建筑环境，包括空间站，可以通过有意培养多样化的微生物群落来获益，这些微生物群落更接近于地球上自然的微生物暴露，而不是依赖高度清洁的空间。”加州大学圣地亚哥分校的共同第一作者罗德里戈·萨利多（Rodolfo Salido）表示。

宇航员协助研究人员对国际空间站上的803个表面进行了取样，这一数量是之前调查的100倍。在地球上的实验室中，研究人员识别了样本中的细菌种类和化学物质。基于这些结果，团队构建了三维地图，展示了细菌和化学物质在国际空间站上的分布情况及其可能的相互作用。

尽管宇航员面临的大多数健康问题较为轻微，但仍有必要监测空间站内的微生物群落。

“太空飞行条件已知会削弱免疫系统，增加感染风险。”萨利多告诉《The Debrief》，他补充道：“除了对人类健康的影响，微生物还对航天器构成威胁。生物膜——形成于表面的微生物群落——已知会堵塞关键系统，甚至腐蚀航天器组件，因此微生物监测对于宇航员安全和航天器完整性至关重要。”

在轨道上，医疗资源有限，健康并发症的风险增加。容易治疗的感染在医疗资源有限的情况下可能会产生严重的健康后果。

“此外，生病的宇航员可能会危及任务的成功，尤其是在长期太空飞行期间，每个成员都负责关键任务。”萨利多补充道，“你不会希望一个多年任务因宇航员对抗呼吸道感染而偏离轨道。”

人体皮肤是微生物的主要来源，清洁剂和消毒剂也广泛存在于国际空间站的样本中。有趣的是，不同的房间模块具有独特的化学特征和微生物群落，这取决于各个舱室的用途。食品相关微生物在用餐和食品准备区较为丰富，而尿液和粪便微生物则主要集中在厕所区域。

“我们注意到，国际空间站表面消毒剂的丰度与空间站不同位置的微生物多样性高度相关。”加州大学圣地亚哥分校的共同第一作者赵妮娜（Nina Zhao）表示。

样本中最相似的环境包括医院、城市住宅和封闭栖息地，这些地方的微生物群落多样性低于地球上通常的水平。国际空间站表面缺乏自由生活的环境微生物，这些微生物通常生活在地球上的土壤和水中。

研究人员建议通过引入这些微生物的生存基质来培养它们，以改善宇航员的健康状况，同时保持卫生。为此，研究人员建议将园艺引入国际空间站，这已被证明对参与者有显著的积极健康影响。

“接触健康的土壤进行园艺活动与长时间处于封闭环境中（即所谓的‘自我污染’）有很大不同，后者发生在我们处于严格封闭环境且没有外部健康微生物输入的情况下。”加州大学圣地亚哥分校的奈特（Knight）表示。

研究团队的下一步是改进分析方法，以识别病原体微生物，并从代谢物评估人类健康。这些领域的创新也有助于生活在地球上清洁环境中的人员。一个具体目标是推进监测技术的发展。

“一个长期目标是开发实时、无需培养的微生物监测方法。”萨利多表示，“目前，国际空间站采集的表面样本必须送回地球进行分析，这延迟了对微生物变化的潜在反应。如果宇航员能够在空间站上分析微生物群落，他们可以更快、更明智地决定如何管理他们的环境。”

“这些相同的监测技术也可以应用于地球，特别是在实验室测试有限的偏远地区，如深海研究站、南极基地或控制微生物种群至关重要的医院。”萨利多总结道。

论文《国际空间站具有独特且极端的微生物和化学环境，由使用模式驱动》于2025年2月27日发表在《细胞》杂志上。

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