太空探索是一项复杂而危险的任务，需要精心准备，并对太空生活所固有的挑战有透彻的了解。
这一努力最关键的方面之一是宇航员的健康，他们暴露在极端条件下，如微重力、电离辐射和环境变化。在这种背景下，对人类微生物组及其对空间环境的适应性的研究已成为长期空间任务，特别是火星旅行成功的关键研究领域。
人体微生物群是一组与我们的身体共生的微生物，特别是在肠道、皮肤和粘膜中。这些微生物在消化、免疫和各种生理过程的调节中起着至关重要的作用。
然而，太空环境会破坏微生物群的平衡，这可能对宇航员的健康产生不利影响。因此，空间微生物组研究已成为了解微生物如何适应空间环境以及这如何影响宇航员健康的关键研究领域。我和我的合著者在我们新的微生物学前沿文章中讨论了这种必要性。
为太空飞行准备微生物组
将太空微生物准备工作纳入任务规划和执行，对于保障宇航员的健康和福祉以及深空努力的全面成功是必要的。
太空微生物学——对外太空微生物的研究——涉及了解微生物在封闭系统(如航天器和栖息地)上的持久性和演替的影响，以及开发技术，如太空农业和提取用于药物、调味品和营养药物的微生物次生代谢物。在太空飞行中，微生物组的组成和功能可能会发生变化。
采取适当措施支持宇航员体内健康的微生物群，不仅有助于他们在执行任务期间保持健康，而且有助于他们返回地球后的康复。宇航员的主要健康问题之一是辐射暴露。空间辐射与地球上的辐射非常不同，强度也大得多，对宇航员的健康有有害影响。
暴露在辐射下的微生物会对抗生素、紫外线、高温、极度干燥和其他潜在的致命因素产生耐药性。因此，了解辐射不仅对人类的潜在影响，而且对其微生物群的潜在影响对于制定有效的太空任务风险降低策略至关重要。
通过探索宇航员在太空中的微生物组，我们还可以进一步了解太空环境如何影响微生物组的组成和多样性。太空的独特条件，如微重力、辐射暴露和饮食变化，可能会破坏微生物群的平衡。通过研究太空旅行中微生物组的变化，科学家们了解了这些变化如何影响宇航员的健康，目前正在制定减轻负面影响的策略。
在太空中抵御病原体
此外，微生物组的研究可以帮助研究人员了解太空旅行对免疫系统的影响。居住在人体不同部位的微生物通过生产必需的维生素和帮助我们的免疫系统的发育和调节，在保持身体健康方面发挥着至关重要的作用。
遗传和环境因素引起的肠道菌群组成的变化可增加病原体感染的可能性，鼓励有害生物体的传播，这些生物体在某些环境或遗传变化下可开始诱发疾病并促成炎症性疾病的出现。
因此，微生物组在免疫系统的形成和调节中起着至关重要的作用，任何对它的破坏都可能影响免疫功能。了解太空旅行如何影响微生物群和免疫系统之间的相互作用，有助于制定维持宇航员健康和预防长期太空任务期间感染的策略。
机遇与挑战
在探索太空中宇航员的微生物组时，科学家们还能够发现可能具有独特性质和能力的新微生物，这些微生物可以用于各种应用，包括开发新药、抗菌剂或生物技术进步。
此外，空间环境条件的改变，如温度、氧气水平和扩散限制，为转基因微生物优化有价值代谢物的生产提供了机会。
然而，太空中宇航员微生物组的研究也面临着一些挑战和障碍。在太空中研究宇航员微生物组的一个潜在危险是致病微生物可能在航天器的封闭环境中传播。密闭空间和循环空气系统可促进病原微生物的传播，这可能因多种原因对宇航员的健康造成危险。
宇宙飞船的密闭环境，加上长期暴露在微重力下，会导致宇航员的免疫系统受到抑制。正如研究表明的那样，这种受损的免疫状态使宇航员更容易受到感染，免疫反应减弱，阻碍了他们有效对抗潜在有害微生物的能力。
此外，人们还担心抗生素抗性基因在宇航员肠道微生物群中的细菌中传播，这种传播是由被称为质粒的小圆形DNA实体促进的。这种传播有可能破坏抗生素的功效。
对太空微生物生命与人类免疫系统之间错综复杂的相互作用的不完全理解加剧了感染的风险。因此，在航天器内释放病原体可能会严重危害宇航员的健康，特别是那些免疫系统受损的宇航员，特别是在长期任务期间。
在载人深空任务中忽视天体微生物问题大大降低了成功的可能性。潜在的病原体释放对宇航员的健康构成直接威胁，损害他们的免疫系统和任务表现。此外，耐抗生素基因的传播可能会破坏医疗干预措施，加剧特派团期间的健康挑战。解决这些问题对任务的成功和宇航员的健康至关重要。
