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空间站内微生物会影响“太空人”健康吗

2018-12-03 09:32来源:科技日报

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  3名宇航员在国际空间站内。图片来自:NASA官网

  图片来自网络

  最近,发表在英国《自然》旗下开放获取期刊《BMC微生物学》上的一项研究显示,科学家们在国际空间站内,发现了一些肠杆菌(Enterobacter)的菌株。惊人的是,这些细菌与最近在一些医院中发现的机会性传染性病菌相似。

  太空中发现的这些菌株,目前来看对人类而言并非致病菌,但研究者们认为,非常有必要研究它们对未来的航天任务可能造成的健康影响。

  与地球肠杆菌公开基因组对比

  在美国加州理工学院内,美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室的研究人员,此次分析了2015年3月,从国际空间站的马桶和抗阻训练运动台上收集分离的5个肠杆菌菌株。此举是为了更好地鉴定空间站内各种表面上存在的细菌群落。为了确认空间站内肠杆菌的品种、详细展示每一品种的基因组成,研究人员将国际空间站内的菌株,与地球上收集到的所有1291种肠杆菌的公开基因组信息进行了对比。

  喷气推进实验室生物技术和行星保护小组的高级研究科学家卡苏里·文凯特斯沃蓝说:“为了鉴别出国际空间站上的细菌是哪些品种,我们使用了多种办法来详细鉴定它们的基因组。我们发现,5种国际空间内的肠杆菌菌株,与新近在地球上发现的3种菌株在基因组成上最为相似。”

  文凯特斯沃蓝表示,这3种菌株均属同一品种的细菌——E.bugandensis,这种细菌会导致新生儿和缺乏抵抗力的病人患病,病例曾出现在3个不同的医院,分别位于东非、华盛顿州和科罗拉多州。可以说,在地球上,它显示出了引起人类疾病和抵抗多种抗生素的能力。

  可能对未来太空任务有重要影响

  随后,科学家将5种国际空间站菌株的基因组和3种临床发现的地球菌株进行详细比较,以更好地了解国际空间站菌株的耐药特性——它们是否与已知的多药耐药性细菌拥有相似的基因特征,并找出与它们的致病潜力相关的基因。

  研究者发现,国际空间站中分离出的菌株与地球上医院中的3个细菌菌株有相似的耐药性模式,他们研究了112个参与决定毒性、疾病和防御的基因。虽然国际空间站上的E.bugandensis目前对人类不具有致病性,但科学家们通过电脑分析预测,它们致病的潜在可能性为79%。不过还需要以生物体为对象进行分析,来进一步确认这一点。

  该研究第一作者尼汀·赛恩博士说:“鉴于这些空间站的E.bugandensis细菌的基因组中发现的多药耐药性结果,和我们已经确认的致病性升高的概率,这些细菌可能对未来的任务有重要的健康影响。不过很重要的一点是,在国际空间站上发现的细菌菌株都是无毒的,这意味着它们不会给人类健康带来主动威胁,但应该被密切监测起来。”

  微生物的真正“潜力”仍待研究

  长期以来,抗微生物药物耐药性(AMR)都是一个全球性的健康问题。而宇航员可能会免疫受损,从而导致感染抗微生物药物的病原体的风险更大。为了尽量减少对宇航员的这种威胁,国际空间站“抗体组”的综合研究,今年稍早时间就已经展开。研究中,科学家们使用全基因组测序和盘扩散抗生素抗性测定法,细致地分析来自空间站收集的样品的AMR基因。

  而E.bugandensis属于一种肠杆菌,这个类别中的许多细菌,有“机会性感染”的特点,即当机体正常时不会感染,但机体免疫力低下时,容易感染。麻烦的是,生物在太空中的状态很可能与地球上完全不同。想要了解这些微生物的真正“潜力”,最好的办法就是在太空中的活体中研究它。

  文凯特斯沃蓝表示,像E.bugandensis这样的机会性病原体是否会导致疾病,以及它到底能造成多大的威胁,与很多因素有关,其中就包括重要的环境因素。现在,研究团队需要进一步的体内研究,以便鉴别空间站上的所有条件——如微重力、外太空和飞船相关的因素——可能会给致病性和毒性带来怎样的影响。(张梦然)

[责编:张佳兴]

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