最近,發(fā)表在英國《自然》旗下開放獲取期刊《BMC微生物學(xué)》上的一項(xiàng)研究顯示,科學(xué)家們在國際空間站內(nèi),發(fā)現(xiàn)了一些腸桿菌(Enterobacter)的菌株。驚人的是,這些細(xì)菌與最近在一些醫(yī)院中發(fā)現(xiàn)的機(jī)會性傳染性病菌相似。
太空中發(fā)現(xiàn)的這些菌株,目前來看對人類而言并非致病菌,但研究者們認(rèn)為,非常有必要研究它們對未來的航天任務(wù)可能造成的健康影響。
與地球腸桿菌公開基因組對比
在美國加州理工學(xué)院內(nèi),美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員,此次分析了2015年3月,從國際空間站的馬桶和抗阻訓(xùn)練運(yùn)動臺上收集分離的5個腸桿菌菌株。此舉是為了更好地鑒定空間站內(nèi)各種表面上存在的細(xì)菌群落。為了確認(rèn)空間站內(nèi)腸桿菌的品種、詳細(xì)展示每一品種的基因組成,研究人員將國際空間站內(nèi)的菌株,與地球上收集到的所有1291種腸桿菌的公開基因組信息進(jìn)行了對比。
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室生物技術(shù)和行星保護(hù)小組的高級研究科學(xué)家卡蘇里·文凱特斯沃藍(lán)說:“為了鑒別出國際空間站上的細(xì)菌是哪些品種,我們使用了多種辦法來詳細(xì)鑒定它們的基因組。我們發(fā)現(xiàn),5種國際空間內(nèi)的腸桿菌菌株,與新近在地球上發(fā)現(xiàn)的3種菌株在基因組成上最為相似。”
文凱特斯沃藍(lán)表示,這3種菌株均屬同一品種的細(xì)菌——E.bugandensis,這種細(xì)菌會導(dǎo)致新生兒和缺乏抵抗力的病人患病,病例曾出現(xiàn)在3個不同的醫(yī)院,分別位于東非、華盛頓州和科羅拉多州??梢哉f,在地球上,它顯示出了引起人類疾病和抵抗多種抗生素的能力。
可能對未來太空任務(wù)有重要影響
隨后,科學(xué)家將5種國際空間站菌株的基因組和3種臨床發(fā)現(xiàn)的地球菌株進(jìn)行詳細(xì)比較,以更好地了解國際空間站菌株的耐藥特性——它們是否與已知的多藥耐藥性細(xì)菌擁有相似的基因特征,并找出與它們的致病潛力相關(guān)的基因。
研究者發(fā)現(xiàn),國際空間站中分離出的菌株與地球上醫(yī)院中的3個細(xì)菌菌株有相似的耐藥性模式,他們研究了112個參與決定毒性、疾病和防御的基因。雖然國際空間站上的E.bugandensis目前對人類不具有致病性,但科學(xué)家們通過電腦分析預(yù)測,它們致病的潛在可能性為79%。不過還需要以生物體為對象進(jìn)行分析,來進(jìn)一步確認(rèn)這一點(diǎn)。
該研究第一作者尼汀·賽恩博士說:“鑒于這些空間站的E.bugandensis細(xì)菌的基因組中發(fā)現(xiàn)的多藥耐藥性結(jié)果,和我們已經(jīng)確認(rèn)的致病性升高的概率,這些細(xì)菌可能對未來的任務(wù)有重要的健康影響。不過很重要的一點(diǎn)是,在國際空間站上發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌菌株都是無毒的,這意味著它們不會給人類健康帶來主動威脅,但應(yīng)該被密切監(jiān)測起來。”
微生物的真正“潛力”仍待研究
長期以來,抗微生物藥物耐藥性(AMR)都是一個全球性的健康問題。而宇航員可能會免疫受損,從而導(dǎo)致感染抗微生物藥物的病原體的風(fēng)險(xiǎn)更大。為了盡量減少對宇航員的這種威脅,國際空間站“抗體組”的綜合研究,今年稍早時間就已經(jīng)展開。研究中,科學(xué)家們使用全基因組測序和盤擴(kuò)散抗生素抗性測定法,細(xì)致地分析來自空間站收集的樣品的AMR基因。
而E.bugandensis屬于一種腸桿菌,這個類別中的許多細(xì)菌,有“機(jī)會性感染”的特點(diǎn),即當(dāng)機(jī)體正常時不會感染,但機(jī)體免疫力低下時,容易感染。麻煩的是,生物在太空中的狀態(tài)很可能與地球上完全不同。想要了解這些微生物的真正“潛力”,最好的辦法就是在太空中的活體中研究它。
文凱特斯沃藍(lán)表示,像E.bugandensis這樣的機(jī)會性病原體是否會導(dǎo)致疾病,以及它到底能造成多大的威脅,與很多因素有關(guān),其中就包括重要的環(huán)境因素?,F(xiàn)在,研究團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)一步的體內(nèi)研究,以便鑒別空間站上的所有條件——如微重力、外太空和飛船相關(guān)的因素——可能會給致病性和毒性帶來怎樣的影響。張夢然