來源：生物世界
太空居住需要維持一個完全與地球隔絕的人造環境。保障宇航員以及對太空生態系統至關重要的植物和動物的健康，對于長期太空居住來說至關重要。從地球生活過渡到外太空生活預計會是一項艱巨挑戰，尤其是考慮到人類在太空中的醫療救治難題。因此，了解太空中的微生物環境與具有不同生態系統特征的地球人造環境之間的關系至關重要。 太空飛行環境會對宇航員的免疫功能產生不利影響，并增加微生物的抗藥性、生物膜形成以及微生物的毒性，由于宿主與微生物之間的相互作用，這會加大宇航員的健康風險。之前的研究顯示，宇航員在太空飛行期間經常會出現免疫功能障礙、皮疹和其他炎癥。 近日，加州大學圣地亞哥分校的 Rob Knight 團隊和 Pieter Dorrestein 團隊合作（Rodolfo Salido、趙皓琪為共同第一作者），在國際頂尖學術期刊 Cell 上發表了題為：The International Space Station has a unique and extreme microbial and chemical environment driven by use patterns 的研究論文。 這項研究顯示，與地球上的人造環境相比，國際空間站（International Space Station，ISS）的微生物多樣性要低得多，而且存在的微生物大多是人類攜帶上去的微生物物種。這項研究表明，宇航員在太空旅行中表現出的健康問題可能是由于航天器太過于干凈無菌，因此，來自大自然的更多樣性的微生物的存在或有助于改善空間站的人類健康。 在這項研究中，研究團隊與宇航員合作，對國際空間站中的 803 個不同表面進行了拭子采樣，這一采樣數量約為之前研究的 100 倍。 樣本送回到地球后，研究團隊確定了每個樣本中存在的細菌種類以及相關代謝物。然后，他們創建了一個三維地圖，展示了國際空間站（ISS）美國軌道段（USOS）內細菌和代謝物的分布圖，以及它們之間可能存在的相互作用。 研究團隊發現，總體而言，人類皮膚是國際空間站內微生物的主要來源。清潔產品和消毒劑中的化學物質在空間站內普遍存在。他們還發現，空間站內不同的“艙段”或房間擁有不同的微生物群落和化學特征，這些差異取決于艙段的用途。例如，用餐和食品準備區域含有更多與食物相關的微生物，而空間站的廁所則含有更多與尿液和糞便相關的微生物及代謝物。 當研究團隊將國際空間站與地球上不同的人造環境進行比較時，他們發現，國際空間站上的微生物多樣性低于地球上大多數樣本，而與工業化、隔離環境（例如醫院、封閉棲息地以及城市化地區的家庭）的樣本更為相似。 與地球上的大多數樣本相比，國際空間站的表面缺乏通常在土壤和水中發現的自由生活的環境微生物。研究團隊表示，有意將這些微生物及其生存的基質引入國際空間站，可以在不犧牲衛生條件的情況下改善宇航員的健康。 該研究展示了不依賴培養的測序在微生物風險監測中的效用，尤其是在測序地點向太空轉移的情況下。在太空建造環境中化學和微生物學方面的研究成果將為長期維持人類在太空中的健康提供指導，尤其是在更長時間的太空任務中。 研究團隊將他們的建議與廣受研究的園藝對免疫系統的有益影響相比較。通過園藝接觸健康的土壤與身處污穢有著很大的區別。如果我們身處一個完全封閉的環境，這一環境沒有外界那些有益微生物的持續輸入，這反而更像身處污穢環境。 這項研究提示我們，如果我們真的希望生命在地球之外繁榮發展，就不能只是把“生命之樹的一個小枝條”發射到太空，然后指望它能成功。我們需要開始思考，應該將哪些有益的伙伴和宇航員一起送去太空，從而幫助建立可持續且對所有人都有益的生態系統。 論文共同第一作者 Rodolfo Salido 表示，這項研究提示我們，未來的建筑環境，包括空間站，可能會受益于有意培育更多樣化的微生物群落，使其更好地模擬地球上自然的微生物暴露情況，而不是依賴高度消毒的空間。 論文共同第一作者趙皓琪表示，我們注意到，國際空間站表面消毒劑的豐富程度與空間站不同位置的微生物群多樣性高度相關。