人类体内的细胞如何跟病毒战斗（人类细胞首次地外感染实验低调完成）

人类体内的细胞如何跟病毒战斗（人类细胞首次地外感染实验低调完成）1892年Loffler从鼠身上分离出该菌。1893年，在Breslan城首先证实本菌可引起食物中毒，明确了该菌可以使人、鼠共同致病。鼠伤寒沙门氏菌沙门氏菌沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌。1885年沙门氏等在霍乱流行时分离到猪霍乱沙门氏菌，故定名为沙门氏菌属。沙门氏菌属有的专对人类致病，有的只对动物致病，也有对人和动物都致病。感染沙门氏菌的人或带菌生物的粪便污染食品，可使人发生食物中毒。据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。我国内陆地区也以沙门氏菌为首位。说起“鼠伤寒”梵君记忆深刻，在我小时候（80年代初）在某直辖市儿童医院内感染鼠伤寒，几乎就是九死一生的事情，同病室内很多孩子都死了，能侥幸逃过的寥寥无几。鼠伤寒由鼠伤寒沙门氏菌（salmonella typhimurium）感染引起，系常见的沙门氏菌感染类型之一，多发生于婴幼儿。临床上以急性起病，发热、

这个世界上“谁”最谦虚？就是明明拥有一切，却还称为太空的宇宙。

太空是一个奇妙的环境，从1961年4月12日 前苏联宇航员尤里-加加林乘坐“东方—1”飞船进入了人造地球卫星轨道 成为进入太空第一人时算起 也只不过才有60年的时间。而最远我们也只到了月球而已。对于太空的了解我们还知之甚少。

太空区别于在行星表明最大的一个差异就是微弱的重力环境。生物体在离开习惯的重力环境后会发生一些与众不同的变化。亚特兰蒂斯航天飞机执行的第119次太空飞行任务，主要是为国际空间站更换太阳能帆板组件，而在飞行间歇，机上的科学家完成了编号为STS-115的太空实验任务。而实验的内容是创历史的。这是人类首次在地外让正常的人类细胞被细菌感染。

尤里-加加林

沙门氏菌

沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌。1885年沙门氏等在霍乱流行时分离到猪霍乱沙门氏菌，故定名为沙门氏菌属。沙门氏菌属有的专对人类致病，有的只对动物致病，也有对人和动物都致病。感染沙门氏菌的人或带菌生物的粪便污染食品，可使人发生食物中毒。据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。我国内陆地区也以沙门氏菌为首位。

说起“鼠伤寒”梵君记忆深刻，在我小时候（80年代初）在某直辖市儿童医院内感染鼠伤寒，几乎就是九死一生的事情，同病室内很多孩子都死了，能侥幸逃过的寥寥无几。鼠伤寒由鼠伤寒沙门氏菌（salmonella typhimurium）感染引起，系常见的沙门氏菌感染类型之一，多发生于婴幼儿。临床上以急性起病，发热、恶心、呕吐和腹泻为特征。病死率高。

鼠伤寒沙门氏菌

1892年Loffler从鼠身上分离出该菌。1893年，在Breslan城首先证实本菌可引起食物中毒，明确了该菌可以使人、鼠共同致病。

人类细胞首次太空受控感染

由于太空飞行的特殊环境，宇航员面临着许多健康挑战。其中包括多种可攻击免疫系统的感染性微生物，而进食又是最容易感染外界微生物的途径。这次实验就是看太空飞行中肠病原体鼠伤寒沙门氏菌是如何对人体肠细胞进行感染的。他们展示了太空的微重力环境是如何在分子水平改变人类肠道细胞功能，以及这些表达方式如何响应感染而进一步变化。

在这项实验中，被用作感染目标的人类小肠上皮细胞是在航天飞机任务STS-131上培养的，以此来模拟长期在太空环境中的人体细胞情况。实验用鼠伤寒沙门氏菌也经过了太空培养，并最终被用于沾染人类细胞。同时作为对比参照，在地面上也进行了对照样品的感染实验。

太空中细菌变强人类变弱

实验用的人肠上皮细胞被放置在称为空心纤维生物反应器的三维（3-D）密封组织培养系统中进入太空。中空纤维生物反应器各包含数百根涂有胶原蛋白的细小多孔稻草状纤维，肠细胞附着并在其上生长。这些生物反应器保存在航天飞机的“细胞培养模块硬件”中，该系统通过细纤维泵送温暖的含氧细胞培养基液，以保持细胞健康和生长，直到准备好感染沙门氏菌为止。

进入轨道后，STS-131上的宇航员激活了硬件。11天后，鼠伤寒沙门氏菌细胞被自动注射到中空纤维生物反应器的一个腔体中，在那里他们遇到了它们的靶标-人类肠上皮细胞。人肠上皮细胞是先天免疫功能的重要前哨。为了评估感染情况，实验使用了一种革命性的方法，即双重RNA-Seq，该方法采用了深度测序技术，可以评估感染过程中在微重力作用下的宿主和病原体的行为。

最终RNA-Seq和蛋白质组学图谱显示，太空环境下被感染，肠细胞中的27个RNA转录物发生了独特的变化，而这些变化在地基实验中并没有出现，由此证明太空微重力环境下沙门氏菌具有了更强的致病力。而人类细胞的防御能力却降低。研究人员还观察了35个转录样本，这些转录本在天基和地基细胞中通常都发生了改变，其中28个基因在同一方向上受到调控。这些发现证实，已知在地球上发生的感染生物特征的至少一部分也发生在太空飞行期间。与未感染的对照相比，在两种环境中被感染的细胞均显示出与炎症相关的基因调控，这是沙门氏菌感染的标志性作用。

空间环境可引起感染和未感染的人类上皮细胞的转录组和蛋白质组的整体变化。太空中未感染的肠上皮细胞在空间与地球上的未感染肠上皮培养物之间存在显着差异。这些变化涉及对细胞结构重要的蛋白质以及对维持肠上皮屏障，细胞分化，增殖，伤口愈合和癌症重要的基因。与地面对照培养物相比，暴露于太空飞行的未感染细胞可能显示出增殖能力的降低。

在当前的研究中，人类肠上皮细胞是沙门氏菌入侵的主要靶标，在飞行过程中被沙门氏菌感染。研究人员热衷于研究太空飞行如何影响人类和细菌DNA向RNA的转录，以及由此产生的由RNA编码产生的人类蛋白质套件的表达，RNA编码是一种翻译过程。

尽管进行了数十年的深入研究，科学家们仍然对人类细胞的致病性感染的精妙之处缺乏了解。沙门氏菌等入侵性细菌已发展出针对人类防御的复杂对策，可让它们在敌对条件下在人的胃部和肠道中繁衍生息，以偷偷地躲避免疫系统，从而使其成为高效的致病体。

白细胞攻击病原体

对于太空飞行任务中的宇航员而言，该问题特别引起医学关注。太空旅行的严苛性改变了他们的免疫系统和胃肠道功能，而低重力和太空飞行环境的其他变量的影响则可增强这些“搭便车”微生物如沙门氏菌的致病特性。这些因素的综合给在地球上数百英里处工作的太空旅行者带来了独特的风险-因为那里远离医院和适当的医疗服务。

随着技术的进步，人们期望太空旅行会越来越频繁-用于太空探索，生命科学研究，甚至是休闲活动（对于那些有能力负担的人）。此外，NASA以及SpaceX等太空航行公司（包括前往月球和火星的旅行）也将面临与人类乘员组的扩展任务。未能阻止太空中的细菌感染可能会带来可怕的后果。如果宇航员在太空中得了伤寒，他们很可能死在太空里。

失去重力事情会变得失控

除了细菌，其他生物在太空环境下也会表现异常。下面这张荧光照片展示了天宫二号上的植物，在生长过程中根的变化情况（绿白色的线条）。在空间微重力条件下，根失去了向重力性生长，表现为自由生长状态（但是这也不是绝对的，有些植物的根系发育于地面几乎没有区别），呈现螺旋状攀附生长，试图在培养基上迂回寻找土壤。（植物估计很纳闷，土呢？）

这是在天宫二号中生长的水稻叶尖“吐水”的情况。在空间微重力条件下，水稻的根压作用将土壤中的水分通过叶分泌出来，但由于没有重力，水不能有效地回到土中，在水表面张力的作用下，变成水珠挂在叶尖，水分不能有效循环。

这是在太空中生长了28天的莴笋，似乎和地面上没什么区别，只是个头小，植物在太空中生长普遍比在地面上缓慢。

诡异事件

最后而还要介绍一个题外内容。下图是这次亚特兰蒂斯115任务的机组，其中的后排左一女性宇航员在太空中发生了一些未知的情况。

这名女宇航员的名字是海德马里·斯特凡尼斯海宁-皮珀(Heidemarie M. Stefanyshyn-Piper），STS-115是她第一次出航。身为美国海军指挥官的显赫履历，也是让她被选上作为STS-115任务的航天员主因之一。STS-115任务，主要是航天员背负着修复国际太空站的任务，难度是历次任务中最高的一次。在此之前，她并未出航过，仅接受多年的训练。当她出航时，她感到非常骄傲，因为在历史上，仅有六名女性走出航天飞机，进行太空漫步。

她第二次出航是在2008年，代号为STS-126的航天飞机任务。诡异的是当她上到太空后，准备走出航天飞机的门时，突然有一道光闪过她的眼前，接着她突然失去知觉。当她恢复知觉时，她已经身处于太空中了，她的同事透过通讯设备一直呼叫她。等到她回应后，她的同事才松一口气，并问她到底发生什么事。她无法回答，并反问她同事，她失去知觉多久。她同事对她说，她走出航天飞机的门后，一直到她响应，差不多有数分钟时间。不过她一踏出门后，同事也有说似乎看到一道光在闪烁后，她就不再响应呼叫，像被某种神秘力量控制了一般，就径自走出去。

在所有航天员完成任务返回地球举行记者会时，海德马里也跟着出席。所有航天员上台讲解任务过程与心得，换她上场讲解时。起初很正常，但一提及她走出航天飞机门时，突然昏倒在地。现场所有人都以为，她不是紧张，就是太累。当旁边的人扶起她后，她继续讲下去。接着她又再提到走出航天飞机门的一瞬间，又昏倒在地。所有人都吓到了，因为从未有航天员出现这样的状况。这并不是紧张所造成，而是只要她提及关键词时，就会昏过去，显然有无法解释的力量，让她无法回忆起这段事件。

不过NASA则是解释，因航天员在太空时，会失去部分造血的能力，以致于海德马里斯特凡尼斯海宁皮珀在回到地球后，出现不适应的症状。许多人认为，这只是NASA的片面之词，因为历来没有一位航天员出现这种症状。而在此事发生后，STS-126成为她最后一次进行的航天飞机任务。2009年，她递出辞呈，离开NASA，回到海军继续服役。自此她再也没有谈论过此事，NASA也没再对此事发表过意见或检讨报告。到底这位女宇航员当时见到什么，这成为一个不解之谜。

梵观点： 在未知的环境里实验存在潜在风险，谁知道什么时候一不小心就培养出一种超级生物也不好说。