暴露在外太空的宇航员会加速衰老

2015年8月25日，美国国家航空航天局宇航员谢尔__林德格伦（Kjell Lindgren）艰难地装着送达国际空间站的水果。林德格伦是一项研究长期任务影响的10名受调宇航员之一。最新研究表明，长期太空任务将导致宇航员加速衰老。

在太空环境中，不存在地球上的重心引力，也没有保护我们免遭太阳致命射线伤害的大气层，所以我们将面临着诸多健康危机，例如：骨质密度减少、肌肉质量下降，出现心血管和神经系统问题，甚至出现视力紊乱。这意味着人类在太空环境的时间越长，遭受的影响就越严重。这可能对我们征服外太空的宏伟计划带来严重的麻烦，无论是在月球或者火星上建立基地，还是到外太阳系或者更遥远的太空区域旅行。

遗憾的是，风险还不止于此，近日，多篇科学研究长篇报道长期太空任务潜在出现健康问题，依据美国科罗拉多州立大学一份新闻稿，这些研究报告了提供迄今为止最多的一组关于太空生物学和宇航员健康影响的数据资料。

这些针对宇航员和模型生物体的最新研究揭示长时间太空飞行的6个潜在有害因素：氧化应激（自由基和抗氧化剂不平衡导致组织损伤）、DNA损伤、线粒体功能障碍（线粒体是人体细胞的能量包）、端粒长度发生改变、基因组和表观基因组的变化（即受环境影响的基因表达）、微生物组（人体内部和外部微生物总和）产生的变化。

其中两个潜在有害因素引起了科学家的关注——端粒长度改变和DNA损伤。虽然最新研究中列出的6种潜在有害因素都会对人体健康产生深远影响，但端粒长度改变和DNA损伤尤其与衰老过程有关。

端粒是位于染色体末端的保护帽（细胞核中携带基因的螺纹结构），端粒会随着年龄增长而逐渐变短，端粒长度的显著变化被认为是衰老加速或者与衰老相关疾病（癌症、心血管疾病、痴呆症等）风险增大的标志。

暴露在太空中会改变端粒长度，这并不足为奇。之前研究曾涉及同卵双胞胎宇航员斯科特·凯利和马克·凯利，斯科特在国际空间站度过近1年时间，而他的弟弟马克在此期间一直生活在地面，结果显示，斯科特在国际空间站期间白血细胞端粒被延长，但他返回地面后基本恢复正常状态。

科罗拉多州立大学生物学家苏珊·贝利是这项开拓性双胞胎研究的专家，近期她和同事一起撰写一篇论文，发表在《细胞》杂志上。她和同事对其他10位曾在空间站长期执行任务的宇航员进行了研究（这里所指的长期任务通常是指持续6个月或者更长时间的任务）。

研究人员对宇航员往返空间站前后进行了血液采样分析，就像双胞胎宇航员研究一样，他们发现长期暴露太空会导致端粒延长。在这种情况下，研究人员还发现宇航员在完成任务后，端粒总体长度会缩短。生物学家将该现象称为“端粒交替延长现象（ALT）”，这与他们的预期不同，因为这在癌症病例或者发育胚胎中很常见。令人不安的是，他们研究的10名宇航员都出现了“端粒交替延长现象”。

就延长寿命而言，端粒延长可能是一个“好消息”，但事实并非如此。苏珊说：“短端粒和长端粒都与疾病风险增加有关，短端粒与加速衰老以及与心血管疾病、某些癌症等退行性疾病密切相关。”

长端粒可能与长寿有关，却潜在诱发癌症，因为突变细胞会活得更久，从而增大了风险。随着时间推移，10名宇航员端粒长度出现了显著变化，但研究人员还不知道潜在的健康影响。

苏珊总结称，在太空环境中宇航员端粒变长，返回地面后端粒迅速缩短。总地来讲，宇航员最终端粒长度比最初更短。当然端粒长度变化也存在个别现象，至少端粒长度不稳定的原因，很可能与慢性氧化应激有关。电离辐射的急性暴露现已被证实会导致氧化应激反应。在太空辐射环境中，慢性暴露与慢性应激反应有关，而端粒非常容易受到氧化损伤。

这项最新研究还表明，暴露在太空中会导致DNA损伤。特别是科学家发现宇航员存在染色体倒置现象，这是暴露辐射环境的显著特征。据悉，当同一条染色体内发生两次断裂，断裂之间的遗传物质被倒置时，染色体倒置就会发生。

苏珊说：“由于长期暴露在太空辐射环境中，所有宇航员在太空飞行期间出现染色体倒置，而且太空飞行结束返回地面后体内染色体倒置次数继续增多，从而表明存在基因组不稳定或者克隆性造血，这些因素将增大罹患癌症风险。”

太空任务对人体健康的长期影响将继续是苏珊的主要关注点，包括正在进行的对端粒长度动态监测（它是如何随时间变化的）和持续DNA损伤的调查，该研究也涉及到染色体倒置，这是与癌症和心血管疾病相关的一种重要生物标记。

为此该研究团队将参与美国宇航局“一年太空任务计划”，苏珊将该项目称为“密码（CIPHER）”。同时，苏珊将继续带领研究团队展开类似的研究，监测执行长期太空任务的宇航员端粒长度动态和DNA损伤状况。（叶倾城）