在外太空生活一年，對太空人的身體有甚麼影響？

文：Jeffrey Kluger
譯：曾維宏

從許多層面來看，太空旅遊確實如其外表充滿樂趣，不過相反地，它也存在著許多缺點。肌肉質量的流失、骨骼缺鈣、心臟壓力、眼睛受損、免疫力降低、基因干擾，以及壽命減短，各種負面影響族繁不及備載。

在2015至2016年間，太空人史考特凱利（Scott Kelly）在外太空中生活的340天便被科學家作為研究題材，而《TIME》以此為主題所拍攝的影集《在太空中的一年》（A Year in Space）更獲得艾美獎的提名。就在史考特返回地球之後3年，本研究的第一部分已登上《科學》期刊，揭曉這場星際馬拉松的背後種種。最後結果好壞參半，在某些方面史考特的身體狀況比預期中還好，但其他方面則不盡人意。毋庸置疑的是，太空旅行帶給人類身體的負擔極大，在我們想開始前往月球或火星生活前，還有待學習及訓練。

史考特能成為當時完美的太空研究對象還有一個原因：他有一個雙胞胎兄弟馬克凱利（Mark Kelly）。兩人皆曾是NASA太空員，除了身體狀況良好之外，也因為擁有相同的基因而有助於研究對照。研究團隊將兩人資料輸入基因軟體中，接著讓兩兄弟身處截然不同的環境，在一年之後觀察他們的身體變化。如此一來，史考特因太空生活後所產生的身體變化，便可成為重要的研究對照。

壓力的影響

在這些重要的醫學實驗項目中，包含了心血管健康這一項。史考特在整趟太空旅程中，將頸動脈和臂動脈的超音波、血壓確實記錄下來，並採集了血液和尿液樣本，而在地球的馬克也進行了一摸一樣的檢測。其中研究人員在動脈記錄中發現了驚人結果，史考特的頸動脈從外太空返回地球後擴張且變粗，而這現象整整持續了4天才消失。

除此之外研究人員還發現，主要被當作發炎指標且能預測心血管疾病的C反應蛋白（CRP），在史考特的血液中明顯增加。矛盾地是，即便史考特乘著極度不穩定、高速的俄羅斯聯盟號宇宙飛船回到地球（他形容那簡直像身處木桶內穿越尼加拉瓜瀑布般險峻），然而與一般狀態下的太空飛行相比，其外在壓力因素卻增加了不少，而他的C反應蛋白數量，更是足足升高了8倍之多，這數字在他回到地球後又過了36天才恢復到正常值。

他的免疫系統也受到了影響。史考特離開地球前，他與哥哥的T細胞和其他免疫系統組成的數值與活躍度十分相似，但在太空飛行途中，史考特的62個細胞激素測量數值中，有52個出現劇烈變化，其中包含了介白素、干擾素和其他免疫系統蛋白質。

「我們所發現的這些變化均與壓力有著密切關係。」美國史丹佛大學基因學系主任Michael Snyder在該論文發表於《科學》期刊兩天前的一場視訊研討會中如此說道。「在地球上我們也有相對應的研究，當人們身處壓力環境時，便會啟動體內的免疫系統機制。」

回到地球，回復正常？

好消息是，在史考特返回地球後，他的免疫力便回到了正常值。此外，即便史考特的身體狀況深受太空環境摧殘，他的免疫系統針對在地球上施打的疫苗反應，仍與哥哥十分相似，可謂另一個正面結果。不過，太空旅行對於史考特的基因組所產生的劇烈影響則是另一大問題，「當史考特進入太空後，上千個基因組便有了變化。」美國Weill Cornell醫學中心生物醫學系助理教授Christopher Mason在視訊研討會中說明，「這些基因組變化影響著DNA的維護及修復，更會讓免疫系統無法正常運作。」

而在所有基因變化中，與太空輻射相關的便是染色體的倒置和移位現象。前者為基因序列頭尾置換，後者則為基因變換位置。在史考特返回地球後，並不是所有體內變化均會回到正常狀態。「倒置現象會一直持續發生，」科羅拉多州立大學的輻射癌症生物學家Susan Bailey如此表示，「在史考特回來後9個月，我們還是能發現增加中的倒置情形。」

Bailey更有機會觀察到這對雙胞胎兄弟研究中最為重要的部分之一──壽命長度。這項研究牽涉到端粒，也就是染色體末端的DNA重複序列，作用是保持染色體的完整性，其原理很像我們鞋帶上的塑膠頂端，能防止鞋帶凌亂打結。在人的一生中，端粒會逐漸縮短，其長度也與個體的壽命十分相關。儘管史考特在太空中接受嚴峻的生活考驗，但令人驚訝的是，他的端粒竟比平均長度增加了14.5％，可謂一項從天而降的好處，而這是科學家在地球上使用端粒酶才能達到的效果。不過凡事皆為一體兩面，這項結果的壞處，是無論好細胞或壞細胞皆有可能會不受控制地繁殖，這對人體健康造成的影響不一定全是正面。

「這樣的發現十分令人驚訝。」Bailey說道，「我們正在尋找這其中的關聯性及原因」。不過這項「免費好處」在史考特回到地球後便要他付出代價，因為研究人員發現在他降落48小時候，端粒長度已回到正常數值甚至變得更短了。「我們不應該將延長端粒視為永保青春的萬靈丹。」與在地球的哥哥馬克相比，史考特腸內的細菌和有機體等腸道菌數量，並未有太多變化。在外太空，飲食與環境變化不大，因此腸道菌通常能維持在穩定數量，但居住在變化多端地球環境的馬克就不一樣了，「馬克所居住的環境十分複雜」，「他四處旅遊、打高爾夫球，飲食條件也經常變化。」

好壞參半