国际空间站是潜在危险细菌的家园

关于国际空间站(ISS)有一个鲜为人知的肮脏故事:它充满了细菌和真菌。 一项新的研究发现有令人信服的证据表明整个车站都存在来自人体皮肤的微生物,而且一些虫子可能对宇航员造成严重伤害。

美国国家航空航天局及其合作伙伴机构采取特别措施,以减少微生物潜入国际空间站的可能性,要求有效载荷通过“洁净室”,配备高功率空气过滤系统,彻底擦拭并用消毒剂擦洗。 但是ISS本身就是六个充满微生物的人类的家园,这些人在轨道上停留的时间长达6个月,并且在运动时经常脱落皮肤细胞,梳理头发,进食,并做其他可能污染其孤立的活动。 “建设环境。”

关注宇航员可能无意中暴露于潜伏在航天器表面或空气过滤器中的病原体的可能性 - 在国际空间站和俄罗斯的MIR中发现了 - 美国宇航局在帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)询问了研究人员,加州,评估问题。 在对国际空间站进行的最全面的细菌和真菌捕杀中,该团队对从返回地球的设备中发现的灰尘中采集的遗传物质进行了测序:使用了40个月的空气过滤器和两个用过的真空吸尘器袋。 “我们需要知道我们在封闭环境中呼吸的是什么,”JPL微生物学家Kasthuri Venkateswaran说道,他领导了一项合作,其中包括来自两个NASA航天中心,三所大学和一家生物技术公司的研究人员。 “在事情失去控制之前,最好先了解一下。”

正如Venkateswaran及其同事今天在Microbiome网上解释的那样,他们依靠最先进的“深度测序”机器,这些机器能够比传统技术更好地评估生物体的多样性和丰度。 他们采取了额外的步骤,化学去除了没有完整膜的细胞,增加了他们分离的DNA来自活细菌和真菌的可能性,而不仅仅是死亡的残余物。 在过去十年中,美国宇航局每3个月擦拭国际空间站的表面,并试图培养病原体。 Venkateswaran说:“只有10%的东西可以培养,这就是推荐遗传技术的原因。”

研究人员将来自ISS的DNA序列与几个月内在两个JPL洁净室收集的真空袋粉尘进行了比较,这些洁净室每天约有50人不可避免地留下细菌。 最令人关注的发现来自ISS中使用的“高效微粒阻滞”(HEPA)空气过滤器: ,其最多只占活菌序列的25.25%。在JPL洁净室真空袋中找到。

Actinobacteria门包括棒状杆菌丙酸杆菌 ; Venkateswaran说,每个属都在ISS样本中高水平发现,这是“有问题的”,因为它们都有机会致病菌。 他指出,长时间生活在微重力环境中的宇航员的免疫系统也会受到影响。 下图显示了研究人员在ISS HEPA过滤器和ISS和JPL洁净室的真空袋中发现的不同细菌和真菌序列的相对比例。

国际空间站是潜在危险细菌的家园
A. Checinska等,Microbiome(2015); 知识共享4.0

Paula Olsiewski说,这项工作具有广泛的意义,他负责纽约市Alfred P. Sloan基金会的建筑环境微生物学计划。 Olsiewski表示,“人们很难理解我们是否陷入了一个看不见的微生物世界”,并且我们被这些微生物所殖民,他的计划为学术研究人员提供了超过4,000万美元的资助。 她说,虽然许多研究人员正在研究地球上建筑物中的微生物组,但人们在办公室或机械通风系统中打开窗户可以将室内空气与室外空气混合。 “这里的优点是你没有任何与外界的联系,”她说。 “在那里,它是一个非常封闭的系统,它提供了一个独特的机会来集中灰尘和尘埃中的微生物。”

不过,伊利诺斯州Lemont的Argonne国家实验室的微生物生态学家杰克吉尔伯特(他也是Microbiome的客座编辑)强调,必须做更多的工作才能理解这些发现的后果。 “他们没有发现任何病原体,”他指出。 他说,与洁净室的差异“并不显着”。 “人类穿着洁净室服,可以降低房间暴露在微生物自身中的潜力。”

Venkateswaran同意他们需要做更多的工作来评估是否有任何危险的病原体在国际空间站中挥之不去,他们希望通过分离完整的细菌和寻找毒力因子,增加它们可以排序的DNA链的长度,扩大它们分析包括病毒。 但他表示微生物监测显然需要在国际空间站中变得更加复杂。 “如果NASA超越月球到达火星,你需要一个自动生物传感器,”他说。 “我正在给出一个背景模型,并向他们展示这些是你能找到的常见事物,其中一部分是你必须要小心的。”

(视频信用:NASA)