太空任务中传染病防控与抗菌剂使用对航天员健康的影响研究
太空任务中的传染病及抗菌剂使用航天任务为应对空间环境中的极端条件而变得愈发复杂。在复杂的航天任务中，航天员的健康与安全受到越来越多关注，对航天员自给自足解决医疗问题的需求也在上升。航天任务期间，航天员因受微重力、湿度变化、空调系统以及禁闭空间等因素影响，病毒与细菌感染成为其患病的一个重要原因。
相关研究表明，在微重力或者辐射暴露的条件下，细菌的耐药性会比较高，同时抗菌剂的稳定性会降低。由此可见，因为未来航天活动在不断增加，所以了解空间环境可能导致的抗菌剂变化与航天员的安全有着紧密的联系。在《空间科学与技术（英文）》新发表的综述文章里，巴西维索萨联邦大学的学者、巴西阿雷格里港联邦健康科学大学的学者、葡萄牙里斯本大学的学者以及英国（伊诺凡空间）公司的学者等，这些来自多所高校和企业的学者们综述了抗菌剂在太空任务中的相关研究，展示了太空环境下有关传染病治疗的最新进展，从而为航天员在太空任务中的健康安全增添了保障。
作者首先综述了航天员体内的生理变化以及抗菌剂效果的变化。人体在太空中发生的变化会对抗菌剂的使用效果产生影响。微重力、宇宙辐射以及其他环境因素，不但会影响航天员的心血管系统、免疫系统和胃肠道系统等器官系统，而且会影响这些系统对感染和药物治疗的反应。这些变化包含体液的重新分配以及胸腔的扩张，这会致使心脏预负荷增加、卒中量增多、心输出量提升，同时还会让血浆量减少、红细胞数量降低。另外，有报告指出航天员出现了知觉降低、运动技能受损害、反射和协调能力受损害、去脂体重减轻以及骨密度下降等状况。有相关报告指出存在钙排泄增加的情况，也有相关报告指出存在胃肠道和代谢变化，这些变化包括胃排空改变、肠蠕动减少和酶活性变化。Tab.1 对航天环境中人体机体的生理变化进行了概述。此外，太空中还存在其他因素会影响药物动力学和药效学，从而导致在地球重力下规定剂量相同的治疗方案可能无法达到其目标效果。
表格展示了人体在进入太空时主要的变化情况。
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作者接着讨论了航天任务期间抗菌剂的稳定性。行星际航行时间一旦增长，抗菌剂药物就会遭遇到更多且强度更高的舱内辐射，这样一来，其功效可能会受到影响，并且毒性也会随之增加。起初，有学者认为低剂量的辐射不会对药物稳定性产生影响，因为在放射灭菌过程中，当药物暴露于高剂量辐射时，并未发现药物稳定性有变化。实际上，相较于低剂量辐射，药物在高剂量辐射下反而更稳定。这就进一步引出了在未来火星任务中，药物暴露于累积辐射剂量下的功效问题。其次，一般认为液体配方比固体配方更易受辐射影响，但有研究表明，固体或粉状药物暴露于辐射时，因为药物辅料的改变，也会呈现出由辐射导致的不稳定性。最后，除了辐射的影响之外，微重力这一因素会影响药物稳定性。同时，过度振动这一因素也会对药物稳定性产生影响。并且，大气二氧化碳浓度高这一因素会影响药物稳定性。另外，湿度的波动会影响药物稳定性。还有，温度的波动也会对药物稳定性造成影响。
之后，作者对抗菌剂耐药性研究进行了总结。微重力、辐射和密闭环境条件下长时间暴露，可能会对载人航天器中微生物的动态变化以及生长发育产生影响。许多研究都调查了这些条件是否会使微生物对抗生素的耐药性增加。肠道微生物群的改变或许会致使细菌产生耐药性，而飞行前以及飞行期间使用抗菌剂或许会使这种情况更加严重，这体现出在入舱前对航天员微生物群进行分析的重要性。空间环境中辐射的增加所引发的细菌基因改变，有可能有助于提升抗菌效果。最近的研究表明，微重力等太空环境因素改变了肠炎沙门氏菌的特性。这些特性包括对其生长速度有影响，对其对阿米卡星的耐药性有影响，对其生物膜的形成有影响，对其毒力有影响，对其代谢速度也有影响。值得注意的是，不同种类微生物相互混合会导致太空飞行和地面环境实验之间的差异；培养条件变化会导致太空飞行和地面环境实验之间的差异；其他实验参数变化会导致太空飞行和地面环境实验之间的差异。这使得在解释空间环境对微生物影响时进行仔细和全面分析非常重要，严格控制实验变量以确保更准确和结论性结果是极为必要的。
作者首先展示了改进抗菌剂使用的相关内容。研究人员对现有药物进行了探索，寻找它们之间的新组合，以此来延长药物的保质期和有效期，这样就减少了细菌耐药性增加的可能性。之后，学者将 17 种喹唑啉衍生物当作佐剂进行测评，发现其中有几种组合能够增加细菌对氯霉素、环丙沙星和萘啶酸的敏感性。除佐剂之外，研究人员对多种具有杀菌作用的化合物进行了研究，比如依布硒啉和 5 -氟 - 2' -脱氧尿苷，这些化合物已被证实对革兰氏阳性细菌（例如金黄色葡萄球菌）有效果。另一种应对抗菌剂多重耐药的策略是让病原体对曾对其有效的药物变得敏感。有学者让绿茶提取物，尤其是表儿茶素没食子酸酯，重新具备了使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株对甲氧西林和类似抗生素敏感的能力。这些对干预措施的研究为在空间站实施更安全且更有效的微生物控制措施奠定了基础。
文章信息
文章链接：
g/doi/10.34133/space.0205
引用信息：
Alice R. C. e -Costa 等。Fabíola A. Alcântara 以及 Thaís 、dos A. 、de C. e Silva 、M. Del Cima 。以及在空间方面的使用。《空间科学》2024 年；4：0205。
作者简介
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巴西维索萨联邦大学的教授，同时担任研究生导师。目前是联合国教科文组织国际生物伦理学教席的成员，并且还是巴西里约热内卢生物伦理学指导委员会的成员。
期刊简介
《空间科学与技术（英文）》由北京理工大学（BIT）、中国空间技术研究院（CAST）与美国科学促进会（AAAS）共同打造，它是一本综合性、高水平的国际化英文科技期刊，并且还是 AAAS 自创建期刊以来的第一本航天领域的伙伴期刊。“人民科学家”国家荣誉称号的获得者叶培建研究员，他是中国科学院院士且为中国空间技术研究院顾问，担任了主编。同时，北京理工大学的邓玉林教授，他是国际宇航科学院生命科学学部主席，担任了执行主编。
期刊的目的是聚焦国际航天领域的最新发展方向与趋势。它会展示航天领域最新研究与探索活动中所发现的新理论、新应用和新成果。同时，它能推动航天的探索研究，引领航天领域交叉科学的快速融合与技术突破。并且，它为专业研究人员和工程技术人员提供了专业的学术交流和信息传播平台。
期刊在 2021 年 2 月正式发布了创刊词。它已入选“中国科技期刊卓越行动计划”的英文梯队期刊项目，同时也入选了“首都科技期刊卓越行动计划”的重点英文科技期刊支持项目。同时被 Ei 数据库收录，被 Web of 核心合集 ESCI 收录（2024 年 6 月公布影响因子为 4.1），被 DOAJ 数据库收录，被 CNKI 数据库收录，被 SAO/NASA-ADS 数据库收录，并入选 2025 年中国科学院文献情报中心分区的物理与天体物理大类一区 TOP，以及天文与天体物理和工程：宇航小类一区。
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