移居火星前，人类需要关注哪些健康风险

吴海旭

1961年4月12日，苏联第一次载人航天尝试成功，人类第一次踏入充满未知的太空。在过去的60年间，我们成功踏上了月球，也尝试在太空中建空间站，马斯克甚至已經在计划30年后的火星移民。

我们与太空的距离将越来越近，随之而来的，是对于太空生活的担忧和疑虑。最近，某自媒体就提出，长期滞留太空后，航天员身体发生了巨大的不可逆改变，基因发生了变异，导致大脑和认知能力发生永久性改变，甚至性情大变。

太空环境究竟会对人体造成多严重的影响？其实，早在人类开始踏入太空时，相关的研究就在逐步开展，目的是为未来人类定居太空进行细致的风险评估研究。

进入太空存在的未知数

那么，在开始探讨人体发生的改变前，我们有必要先了解这些改变的原因：太空环境和地球环境有什么不同？

在航天服保护下尽可能避免了真空、失压、低温的风险之外，第一个影响人体的因素就是重力。远离地球后，重力几乎消失，而我们的身体在漫长演化中针对重力有很多复杂的设计，就会在这时发挥反作用。我们的前庭系统对空间的感知将会混乱，进而导致进入太空几小时后出现“太空病”，同时心血管系统、运动系统因为重力的紊乱也会出现问题。即使我们能在几天内适应太空环境，进化上我们称为 “习服”，即仅是生理上的适应，但长久来看，仍然会有严重的健康影响，因为我们并不是真正地适应太空。

另一个影响是辐射。在失去了地球大气层的保护后，我们将直接和太空中的各种辐射接触，尤其是来自太阳系外的银河宇宙射线，其能量很高，因此可以轻易穿透飞船船体以及人体组织，在体内就可能造成复杂的损伤，比如对DNA造成突变影响，或者是影响大脑、心血管等身体组织器官。

还有一个重要影响是昼夜变化。我们身体内部有一套感知日夜变化的生物钟系统，如果进入太空环境，光是在不同的地球轨道上，就会产生时间差。比如以时速28000千米绕地运转的飞行器，就会和地球有90分钟的日照差异，这就已经会对人体产生影响了。

长期太空环境对身体的影响

正如我们前文提到的，进入太空后，很多人经过前期的失重和昼夜变化之后，也许就可以自我调整 “习服” 下来，却不会真正适应。

那么，长时间生活在太空对人体的影响是什么？

近年来，很多研究着眼于人体最重要的器官大脑上面，发现大脑细微结构上有不小的变化。最早研究者是使用银河宇宙射线辐射中含有的物质对小鼠进行刺激，通过长时间的刺激，发现小鼠的记忆力和认知能力会下降，并且神经元的复杂性也会降低。随着进入太空的航天员人数逐渐增加，研究者也开始关注他们的大脑结构变化。

2016年发表在《NPJ微重力》的一项研究，通过大脑结构核磁成像技术检测，发现27名在太空工作后的航天员普遍出现了大脑颞叶和额叶部分区域的大脑皮层，以及小脑皮层的灰质减少，而运动皮层区域灰质增加。这说明太空环境可能会对大脑神经可塑性造成影响。

2017年发表在《新英格兰》杂志的一项研究，发现34名航天员大脑位置会轻微向上偏移，同时脑脊液空间减小，并且往往是在长时间飞行的航天员中更显著（平均164.8±18.9天）。

2020年发表在《科学进展》杂志的一项研究，针对平均飞行171天的航天员进行检测，也得到了类似的结果，并且在飞行后7个月的随访中发现，他们大脑的大部分改变都恢复到了飞行前的水平。

除此之外，研究者还将目光聚焦到身体的其他部位：在失重环境中，骨密度或多或少都会有所降低，但是积极的锻炼和康复训练能减少这个问题;失重的环境还会使心血管系统处于持续失衡的状态，头部供血和动脉压都会有不小的改变;辐射环境下也可能导致动脉血管僵硬，血管壁增厚，提高动脉粥样硬化的风险。

还有研究探究了航天员飞行两周后肠道菌群的变化。研究发现，航天员的肠道菌群在飞行前后有显著的比例改变，但是在航天员休养4 周之后，肠道菌群就恢复正常了。

总体来看，在宇宙环境中，失重、辐射会给我们的身体带来诸多难以预料的影响，但是这些研究都有一个局限性，因为不同人之间都会有遗传差异，而进入太空的航天员数量太少，使得这些差异难以消除。2019年发表在《科学》杂志的一项研究就解决了这个问题，科学家利用同卵双胞胎进行研究。

一对双胞胎，其中一人生活在地球上，而另一个人成为航天员在太空中飞行了一年多。研究者抓住了这个机会，密切监测了两个人的多种组学数据，仔细分析了太空环境对人体的影响。

更全面的研究发现了以往忽视的很多问题，比如因为失重让身体负荷增加，胶原蛋白调节可能会导致血管壁增厚;血管内血液成分也发生了一定的改变，可能增加肾结石的风险;更严重的是，控制染色体分裂的端粒持续丢失，而这不仅和衰老相关，未来罹患糖尿病、癌症的风险也会增加。

此外，也存在诸多潜在的身体健康风险，比如眼部疾病、基因表达有较大起伏、基因组出现突变的可能也会增加、认知功能也有所下降。

未来我们该怎么办

即使是有如此多的风险，研究者的这些研究观测也绝不是为了危言耸听。相反，当我们意识到了太空可能带来的这些危险因素，怎么解决就是我们需要考虑的问题了。

比如，如何利用辐射防护和药物治疗减少辐射对身体的损伤，或是将飞行器旋转产生 “人造重力”来避免失重带来的影响，或是利用生命支持系统为航天器中的人们提供必要的生存环境……

同时，也让我们回到开头提到的一些质疑。一方面，没有研究将基因上的改变与大脑、心血管差异关联起来，大脑和心血管结构发生的变化，往往是由于失重或者辐射直接造成的，大脑运动皮层灰质的不减反增，其实是反映了大脑在失重环境下的一种适应;另一方面，这些变化并非完全永久性，比如骨密度的下降在严格监控和积极训练下是能有所恢复的，而大脑的大部分结构变化在飞行后一段时间也可以恢复。

但是，对于太空生活的评估仍然任重而道远，我们现在能获取的实验数据仍然不多，也难以对身体情况进行更为详细、全面的评估，而若干年后的生理变化，比如基因组不稳定、基因表达改变等影响也仍然是未知。

未来的火星移民计划能否实施，可能还需要更多地监测身体状况的变化。至少我们现在还不知道，数年居住在太空中会不会出现更大的健康风险。但我们也不应该盲目恐慌，大胆向前，谨慎求证，正是我们面对未来太空旅行的态度。