宇航员在火星上及栖息地的艺术概念图。新研究表明，地球微生物可承受单一火星危险并逃避人类免疫检测。图片来源：NASA/JPL-Caltech
荷兰奈梅亨 人类病原体能够承受火星上单一的严酷条件，并在此过程中发生改变，使免疫系统更难识别它们。这是拉德堡德大学托马斯·扎卡里亚新博士论文的核心发现，标志着对长期载人火星任务的一项重大挑战。
“我们的微生物伙伴将随我们前往任何地方，我们需要了解它们在异星环境中的行为方式，”扎卡里亚说。
该研究测试了四种已知地球病原体，包括导致肺炎和伤口感染的细菌，将它们逐一暴露于单一火星危险因素：极低大气压、完全干燥、强烈紫外线辐射以及含有高氯酸盐（火星土壤中丰富的有毒盐类）的高浓度盐水。在这些孤立条件下，某些细菌菌株在干燥条件下存活了长达16天。
但火星并非呈现单一危险，它同时结合了所有危险因素。当扎卡里亚的团队叠加条件以模拟真实火星表面环境时，存活时间从16天急剧下降至仅一天。
缩小病原体与减弱免疫反应
更令人担忧的发现出现在将存活微生物引入人类免疫细胞时。经受火星条件的细菌在物理上缩小了尺寸，这些致密细胞触发了外周血单个核细胞（PBMC）,,免疫系统的前线士兵,,显著减弱的反应。
免疫细胞产生的细胞因子和活性氧物种减少，这些分子武器通常用于对抗入侵者。适应后的细菌基本上躲过了免疫系统的监测。
“实际上，恶劣环境可能选择或诱导细菌特性，帮助它们逃避免疫检测，从而使它们对宇航员更加危险，”作者指出。
月球与火星尘埃：呼吸道风险
扎卡里亚还研究了地外尘埃的威胁。利用月球海模拟物和火星全球模拟物，他的团队将人气道上皮细胞和活体小鼠暴露于颗粒物中。结果反映了阿波罗宇航员所称的”月球花粉热”症状：局部组织炎症、中性粒细胞增多症（表明组织损伤的白细胞激增）以及控制黏液产生和肺纤维化的基因活性增加,,慢性呼吸道疾病的前兆。
尽管火星尘埃含有有毒的高氯酸盐，但月球尘埃的损害性更强，这可能是由于月球风化层颗粒更尖锐、更参差不齐的边缘所致。
行星保护与酵母问题
论文的第三部分审视了行星保护协议。扎卡里亚测试了酵母等真核生物在向木星和土星冰卫星进行机器人运送过程中的存活情况。酵母在所有测试微生物中显示出最高的存活率。有些物种，包括 Rhodotorula frigidalcoholis，故意停滞自身生长周期以优先进行DNA修复。
当前的行星保护协议以串联方式（一次一个条件）而非并联方式（所有条件同时）进行灭菌测试。由于扎卡里亚的实验使用了相同的串联方法，该研究作为有效的验证：协议可能低估了酵母等真核生物的抵抗力。
火星任务的底线
随着NASA及其他航天机构推进载人火星任务，该研究突显了一个双重挑战。杀死大多数地球微生物的相同环境压力也可能将幸存者强化为更难以捉摸的病原体。同时，不可避免地会被带入栖息地的尘埃构成了可测量的呼吸道危险。
“火星不是单一的环境条件，”扎卡里亚说。”它结合了生命可能遭受的一些最致命的已知事物。随着我们向太空扩张，我们将需要更好地了解我们的生物伙伴,,无论受欢迎还是不受欢迎,,以及它们如何在这些条件下生存。”
该论文通过拉德堡德大学发表，并已被学术期刊 mBio 接受发表。
婷 翻译