2015年，美國宇航員斯科特·凱利前往國際空間站執(zhí)行340天任務(wù)，而他的同卵雙胞胎兄弟馬克則留在地球上工作。

2016年3月份，斯科特重返地球。從那時(shí)開始，研究人員不斷收集他的各種樣本，通過雙胞胎來研究太空環(huán)境對(duì)人體所產(chǎn)生的影響，結(jié)果讓他們大吃一驚。

據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，美國宇航局的科學(xué)家將斯科特·凱利與他的地球雙胞胎兄弟馬克·凱利進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他的身體發(fā)生了很大的變化。

上周四，55歲的斯科特回到地球已有三年，美國宇航局的研究人員報(bào)告說，他的身體在軌道上經(jīng)歷了巨大的變化。他的一些細(xì)胞DNA發(fā)生了突變，他的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生了許多新的信號(hào)，他體內(nèi)的微生物群也擁有了新的細(xì)菌種類。

On Thursday, just over three years after Mr. Kelly, 55, returned to Earth, NASA researchers reported that his body experienced a vast number of changes while in orbit. DNA mutated in some of his cells. His immune system produced a host of new signals. His microbiome gained new species of bacteria.

這些生物變化中的許多似乎是無害的，而且在他返回地球后就消失了。但是其他的變化，包括基因突變，以及他回來后認(rèn)知測試分?jǐn)?shù)的下降（沒有進(jìn)行自我修復(fù)），這引起了科學(xué)家們的關(guān)注。

Many of these biological changes seemed harmless, disappearing after he returned to Earth. But others — including genetic mutations and, after his return, declines in cognitive test scores — did not correct themselves, provoking concern among scientists.

太空飛行影響基因表達(dá)

眾所周知，太空旅行會(huì)造成骨質(zhì)、肌肉流失等，需要鍛煉來對(duì)抗。但這一次，美國宇航局將目光對(duì)準(zhǔn)了太空中所經(jīng)歷的生理和基因組變化。

據(jù)NASA的資料顯示，它們建立了來自全國各地的十個(gè)研究小組，共同觀察人類因暴露于太空飛行危害可能發(fā)生的生理、分子和認(rèn)知變化。由于同卵雙胞胎具有相同的基因組成，因此雙胞胎研究為科學(xué)家探索我們的健康如何受到周圍環(huán)境的影響提供了一種方式。

NASA雙胞胎宇航員的研究結(jié)果發(fā)表在上周五的《科學(xué)》雜志上。主要發(fā)現(xiàn)有：

端粒細(xì)胞增長

此次研究中最引人注目的發(fā)現(xiàn)之一是斯科特在太空飛行期間和著陸后幾天內(nèi)的端粒長度動(dòng)態(tài)發(fā)生了變化。

人類染色體末端有個(gè)叫“端?！钡牟糠郑ǔｋS著年齡增長會(huì)漸漸縮短，輻射、污染、壓力等等因素都有可能導(dǎo)致它加速變短。

但在太空中，斯科特凱利的端粒變長了?！拔覀兏械胶荏@訝，”科羅拉多州立大學(xué)的端粒專家Susan?Bailey說，她無法解釋，雖然這并不意味著凱利變得更年輕?；氐降厍蛏虾?，他的端粒大部分恢復(fù)到飛行前的平均值，盡管他確實(shí)有比之前更短的端粒。

But in space, Scott Kelly’s telomeres gotlonger. “We were surprised,” said Colorado State University telomere expertSusan Bailey. She can’t explain it although it doesn’t mean Kelly got younger.Back on Earth, his telomeres mostly returned to preflight average although he did have more short telomeres than before.

經(jīng)常鍛煉和健康飲食可能是其中一部分原因。但Bailey博士說，去太空也可能喚醒了斯科特凱利先生體內(nèi)一片沉寂的干細(xì)胞。

8.7%的基因變化疑似不可逆

不過，更令人驚訝的還是基因表達(dá)的變化，通過比較任務(wù)之前、期間和之后雙胞胎的血液樣本，研究人員發(fā)現(xiàn)斯科特的基因表達(dá)在太空中度過一年之后發(fā)生了極大的變化，并且他的DNA遭受了“嚴(yán)重的大規(guī)模破壞”，這可能是由于輻射照射。

雙胞胎馬克也經(jīng)歷了地球上基因表達(dá)的正常范圍變化，但與斯科特的變化不同。斯科特經(jīng)歷的變化可能與他在太空中的長期停留有關(guān)，大部分變化（約91.3％）在返回地球后恢復(fù)到基線，然而，其余的變化在六個(gè)月后仍然可以持續(xù)觀察到。

威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的生物物理學(xué)教授克里斯托弗梅森說，這些變化在與壓力和免疫反應(yīng)相關(guān)的基因中最為明顯，因?yàn)樗箍铺氐纳眢w“高度戒備”以了解其新環(huán)境。研究人員認(rèn)為，持續(xù)的輻射暴露和減少的重力影響了斯科特細(xì)胞產(chǎn)生有價(jià)值成分的方式，如用于修復(fù)組織的蛋白質(zhì)。

但在他返回地球六個(gè)月后，實(shí)驗(yàn)顯示雙胞胎的整體健康狀況沒有顯著差異。

其他發(fā)現(xiàn)：

-?斯科特凱利眼睛結(jié)構(gòu)的一些變化和視網(wǎng)膜的增厚表明，像大約40％的宇航員一樣，他經(jīng)歷過“太空飛行相關(guān)神經(jīng)眼綜合征”的癥狀。這可能是由于沒有重力的流體移位造成的。

-?他經(jīng)歷了一些可能反映太空輻射暴露的染色體不穩(wěn)定性。

-認(rèn)知能力降低。在他降落并持續(xù)六個(gè)月之后，觀察到速度和準(zhǔn)確度的顯著降低。降落后觀察到的變化可能是由于重新曝光和地球引力的調(diào)整，以及執(zhí)行任務(wù)后繁忙的日程安排。

-期間斯科特接種了三種流感疫苗，第一次在地球上，第二次在太空中（宇航員第一次在太空中接種疫苗），第三次回到地球上。這說明流感疫苗在太空中的效果與在地球上基本相同。

長期太空旅行對(duì)身體的影響仍需探索

據(jù)《洛杉磯時(shí)報(bào)》，目前已有超過550人曾在太空?qǐng)?zhí)行過短期任務(wù)，因此，有些生物學(xué)上的壓力源，已經(jīng)得到廣泛認(rèn)知。暴露在輻射和微重力環(huán)境下，會(huì)導(dǎo)致骨骼惡化；限制飲食和有限的運(yùn)動(dòng)，會(huì)減少肌肉質(zhì)量；睡眠周期紊亂，會(huì)導(dǎo)致疲勞，甚至發(fā)生危險(xiǎn)的飛行錯(cuò)誤。

More than 550 people — including the Kelly twins — have traveled to space on short-term missions, so some biological stressors are well known. Exposure to radiation and microgravity can deteriorate bones; restricted diets and limited exercise decrease muscle mass; disrupted sleep cycles cause fatigue and even dangerous flight errors.

但是，只有8名宇航員曾在太空生活超過10個(gè)月，因此，長期旅行的影響依舊是個(gè)迷。

But only eight astronauts have stayed in space for more than 10 months, so the effects of extended journeys are still a mystery.

CNN在《NASA研究發(fā)現(xiàn)，宇航員基因表達(dá)不再同其雙胞胎一致》文章中說到該項(xiàng)研究的意義。

這項(xiàng)研究幫助NASA深入了解人類在太空中長期生活會(huì)產(chǎn)生的變化，因?yàn)橐郧暗难芯恐饕槍?duì)執(zhí)行6個(gè)月國際空間站任務(wù)的其他宇航員開展。

The Twins Study helps NASA gain insight into what happens to the human body in space beyond the usual six-month International Space Station missions previously studied in other astronauts.?

NASA表示，斯科特凱利為期一年的任務(wù)，將為未來為期三年的火星任務(wù)鋪路。在將宇航員送入漫長的旅程（這段旅程時(shí)間將超過人類迄今為止在太空生活時(shí)間的兩倍）前，需要對(duì)人體如何適應(yīng)失重、隔離、輻射以及長時(shí)間太空飛行的壓力進(jìn)行研究。

Kelly's one-year mission is a scientific stepping stone to a planned three-year mission to Mars, NASA said. Research into how the human body adjusts to weightlessness, isolation, radiation and the stress of long-duration spaceflight is needed before astronauts are sent on journeys that would triple the time humans have spent in space so far.

長期太空生活，對(duì)宇航員的身體損傷表現(xiàn)在多個(gè)方面。

比如，失重狀態(tài)對(duì)骨骼和肌肉的影響，導(dǎo)致不少宇航員在從太空返回地球后都會(huì)患上脊椎損傷、椎間盤突出等后遺癥。

據(jù)Digital?Trends報(bào)道，相比于航天技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度，有關(guān)宇航員在失重狀態(tài)下如何保護(hù)身體方面的研究還很欠缺。

網(wǎng)友：向所有宇航員致敬！

在探知未知宇宙的過程中，

這也許是不得不付出的代價(jià)，

向所有宇航員致敬！

編輯：付慧敏?胡雨濛

運(yùn)營實(shí)習(xí)生：呂邁?高燕

中國日?qǐng)?bào)（CHINADAILYWX）綜合NASA、紐約時(shí)報(bào)、洛杉磯時(shí)報(bào)、CNN、Digital?Trends