

美国疾病控制与预防中心(CDC)最近发生的炭疽病遏制泄漏事件,至少可以说是令人震惊的。尽管感染风险很低甚至为零,但这一事件暴露了即使是我们最强大的遏制系统也存在弱点。该事件还凸显了在封闭空间中,环境细菌(例如炭疽芽孢杆菌)可能导致大范围感染的可能性。
虽然CDC能够快速地缓解和解决此类问题;但在其他地方,例如国际空间站(ISS),其后果可能是灾难性的。在实验过程中,如果泄漏的是像炭疽病这样潜在致命的病原体,机组人员将只有有限的补救选择。除了实验,还有一个令人担忧的问题:一个能够携带病原体的微生物生态系统的发展,也可能悄无声息地造成一种非常不受欢迎的局面和意外的危机。
与研究不同,研究中的细菌是已知的,并且有预防和/或缓解疫情爆发的程序,这些程序都会被教授和测试。而自然生态系统通常是未知的。作为回应,研究人员一直在努力更好地理解空间站微生物生态学的性质,并为机组人员的健康风险提供一些视角。
数十年来,微生物在太空中生存的能力一直受到考验,但直到 1996年才开始进行更好地理解太空生态系统的实验。一个由美国和日本研究人员组成的联合团队将一个封闭的生态系统送上了“发现号”航天飞机(STS-77),进行了为期10天的任务。结果表明,地球和太空旅行之间几乎没有差异,但有一个例外——在太空样本中发现了更高丰度的微生物。这表明所有微生物不仅能在微重力条件下生存,还能茁壮成长。这对那些希望创造外星生物圈的人来说是个好消息,但对传染病专家来说,这无疑是个令人担忧的消息。
2001年,一项旨在确定太空微生物生态系统性质的早期测试在航天飞机和“和平号”空间站上 进行。他们在所有区域都发现了环境细菌、人类细菌以及真菌。结果表明,需要定期清洁和消毒,以及适当的空气过滤,以确保空间站的安全。
到2004年,一个美国研究团队 测试 了国际空间站的细菌生态系统,希望能够识别出任何潜在的病原体。他们测试了空气、表面和水,发现了大约63种细菌和19种真菌分离株。在所有情况下,这些微生物都是环境性的,没有构成健康威胁。然而,正如作者承认的那样,这只是居住的初始阶段,结果有助于确定微生物基线。随着时间的推移,生态系统很可能会发生变化,感染的几率也可能增加。
次年,对“和平号”空间站水系统的检查 突显 了情况可能正在发生变化。大多数分离出的细菌都是环境性的,没有构成威胁。然而,也发现了一些机会性病原体。这可能会成为一个问题,因为宇航员的免疫系统会因长期太空飞行而逐渐 减弱。
然后,在2013年,一个中国研究小组 描述 了在短时间太空暴露后,一个已知的空间站居民——蜡样芽孢杆菌——发生的变化。这种细菌是一种机会性 病原体,也是炭疽病的一种 近亲,通过上调其内毒素,增强了其致病能力。研究人员认为,蜡样芽孢杆菌——或其他与炭疽病相关的芽孢杆菌菌株——变得更具毒性并对宇航员健康构成风险的可能性会增加。
虽然提出了理论上的威胁,但当时还无法证明机组人员是否面临风险。然而,在本月早些时候,荷兰的一个团队 公布 了一种识别蜡样芽孢杆菌以及炭疽病的新方法。这项研究结果也让该团队需要深吸一口气。
研究人员从国际空间站的俄罗斯舱段——“星辰”号服务舱(DOS-8)——采集了样本,并带到他们位于格罗宁根的实验室。在那里,他们试图识别与炭疽病及其近亲相关的基因标记。正如预期的那样,他们发现了蜡样芽孢杆菌,但不止于此。还有另一种物种的迹象。起初,他们认为可能发现了炭疽芽孢杆菌。为了确定,他们进行了进一步的分析——如果这是炭疽病,那将轰动全球。幸运的是,更严格的测试显示这并不是一场危机;分离出的菌株是另外两个物种,魏氏芽孢杆菌和集胞芽孢杆菌。
尽管这项研究表明国际空间站目前没有炭疽病风险,但整体经验表明,需要更多地关注向太空飞行器引入病原体的可能性。此外,正如作者所指出的,检测需要准确,以最大程度地减少假阳性,并尽可能提高鉴定信心。这对于未来的太空旅行尤其重要,包括载人火星任务,这可能在不到一代人的时间内发生。与CDC不同的是,如果炭疽病或其他任何重要病原体进入生态系统,可能几乎没有办法阻止灾难的发生。