美國航空航天局（NASA）標志性的雙胞胎研究（Twins Study）今日在Science封面上公布了最新的結果,，其中一項研究表明長期的太空飛行會影響人體腸道微生物。

研究指出,，在國際空間站（ISS）長達一年的時間里,，宇航員Scott Kelly腸道微生物組經歷了兩種主要細菌比例的轉變。但是他微生物組中的細菌多樣性在太空飛行期間沒有改變,。

腸道健康會影響消化,，新陳代謝和免疫力，而且近年來的越來越研究表明腸道微生物組的變化與骨骼,，肌肉和大腦的變化有關,。

“我們不能在不清楚太空飛行如何影響身體的情況下將人類送到火星，”西北大學領導微生物組研究的Fred W. Turek說,，“我們需要盡早深入研究,，因為計劃是在2035年將人們送到火星。”

西北大學的腸道微生物組研究是十項調查中的一項,，這十個項目分別探討了太空飛行對人體影響的各個方面,，包括基因表達,，骨密度，免疫系統(tǒng)反應和端粒動力學的變化,。（其它研究可見下文推送）

雙胞胎研究

從2015年到2016年,，Scott成為第一位在太空中度過近一整年時間（340天）的美國宇航員。與此同時,，他的弟弟Mark則待在地球上,。為了明白在太空一年時間里身體發(fā)生了什么，當Scott還在太空時,，NASA研究員就開始研究這對雙胞胎,。

Turek等人主要分析了隨時間和空間的變化，他們腸道中細菌的組成,。

“我們將Scott與Mark進行了比較,，這很有意思，”Turek說,，“但真正的比較是分析Scott在飛行前,，飛行中和飛行后的樣本。這可能是我們所擁有的最有價值的信息,。”

腸道健康的重要性

腸道微生物組被稱為“新器官系統(tǒng)”,，這個復雜的微生物群落，包括細菌,，病毒和真菌生活在消化道中,。在過去的10年里，科學家們開始意識到微生物組的健康和多樣性對人體的影響,。改變微生物組可導致骨骼,，肌肉和大腦的改變。

“細菌對身體其他系統(tǒng)的影響非常顯著,，”西北大學神經生物學研究教授Martha Vitaterna說,，“有研究表明，腸道微生物組的變化與神經和生理有關,，如阿茨海默病,，帕金森病，自閉癥和精神分裂癥,。通過保護腸道,，我們可以保護所有這些系統(tǒng)。”

超過90％的腸道細菌分屬于兩大類：厚壁菌（Firmicutes）或擬桿菌（Bacteroidetes）,。兩個類別都包含好細菌和壞細菌的混合物,。Scott微生物組中的厚壁菌門和擬桿菌之間的比例在太空飛行中經歷了明顯的變化——厚壁菌數量增加，而擬桿菌減少,。這種轉變是研究人員在Scott微生物組中發(fā)現的更大組成變化之一,，但這種微生物組變化在回到地球后恢復正常,。

“這種微生物群落的結構發(fā)生了大規(guī)模的轉變，”Vitaterna說,，“我們不能說這是好事還是壞事,。”

是什么導致了轉變？

許多變量都可能影響Scott在太空中的腸道微生物組,，包括微重力,，輻射增加，晝夜節(jié)律變化,，睡眠時間減少,，空氣循環(huán)不足，生活在封閉空間的壓力和飲食改變,。

最初Turek和Vitaterna擔心Scott在太空中的飲食,，主要包括冷凍干燥，經過輻射,，預包裝的食品,，會降低他腸道微生物組的多樣性,。但是西北大學之前進行的小鼠實驗證明了并不是,，雖然Scott和Mark在為期一年的研究中沒有吃同樣的食物，但之前研究中,，小鼠吃了完全相同的飲食,。與地球上的對照小鼠相比，太空小鼠的腸道微生物組也發(fā)生了變化,。

Turek認為微重力最有可能導致變化,。“我們認為微重力會對細菌產生影響，”他說,，“未來我們將會確定這一點,。”