北京時(shí)間 4 月 19 日消息,在距離地球幾百萬公里外的太空,哪怕是極輕微的健康問題都可能是致命的。不過,盡管困難重重,太空“藥劑師”還是給出了一些創(chuàng)造性的解決方案。
在宇航員的工作中,處理超出常人經(jīng)驗(yàn)范圍的情況是必不可少的一部分。即便如此,我們?nèi)匀豢梢韵胂髧H空間站的宇航員在太空飛行期間第一次被診斷出現(xiàn)靜脈血栓時(shí)的心情。當(dāng)然,無論在什么時(shí)間、什么地點(diǎn),在頸靜脈里發(fā)現(xiàn)血凝塊都是令人不適的,但如果是在距離地球表面 400 多公里的的地方,發(fā)生這種情況實(shí)在是很不方便。
幸運(yùn)的是,國際空間站配備了抗凝血?jiǎng)┧幬?,可以?yīng)對這種潛在的生命威脅。盡管如此,在治療進(jìn)行到一半的時(shí)候,宇航員的服藥劑量不得不減少三分之一,以等待補(bǔ)給飛船送來更多的藥物。幾個(gè)月后,這名并未透露身份的宇航員返回地球,后來完全康復(fù)。
2020 年 1 月,《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》(New England Journal of Medicine)發(fā)表了一篇論文,描述了這一事件的細(xì)節(jié)。可以說,該事件之所以能取得圓滿的結(jié)局,很大程度上是因?yàn)橛詈絾T與地球上的醫(yī)療專業(yè)人員保持著定期聯(lián)系,并可以獲得藥物補(bǔ)給。想象一下,如果是在第一次火星任務(wù)中,宇航員們可能就要面臨沒有補(bǔ)給飛船的問題,而且無法與地球進(jìn)行快速的通話。
“最終,我們將不得不承擔(dān)一些重大風(fēng)險(xiǎn),特別是如果想超越地球軌道的話,”歐洲空間局醫(yī)療項(xiàng)目和技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人喬納森?斯科特說,“這就是我們的工作,盡可能地降低風(fēng)險(xiǎn)?!?/p>
很顯然,降低風(fēng)險(xiǎn)并不是一件容易的事,因?yàn)樘帐且粋€(gè)非常危險(xiǎn)的地方。甚至穿上宇航服也會(huì)增加宇航員溺死和指甲脫落的風(fēng)險(xiǎn)。在地球大氣層之外活動(dòng)時(shí),宇航員會(huì)暴露在輻射中,其后果尚不完全清楚,但不太可能安然無虞。失重或許很有趣,但也會(huì)導(dǎo)致一系列問題,包括骨骼和肌肉的損耗。一些宇航員的視力開始下降。隨著在太空中待的時(shí)間越長,所有這些問題都變得越來越緊迫。
最重要的是,宇航員和地球上的我們一樣,也會(huì)遇到各種各樣的健康問題,但卻無法方便地去醫(yī)院治療。美國國家航空航天局列出了大約 100 種可能在太空發(fā)生的疾病,包括牙痛、流鼻血、脊椎骨折和化學(xué)燒傷等。對于國際空間站的宇航員來說,生病后返回地球還是可能做到的,但如果是在前往火星的途中,情況就變得相當(dāng)棘手了。往返火星大約需要 3 年時(shí)間,這意味著途中如果出現(xiàn)醫(yī)療緊急情況,宇航員之間就必須互相幫助,進(jìn)行治療。
如果你在飛往火星的途中心臟驟停,那可以放心,研究人員已經(jīng)考慮過如何在太空中實(shí)施心肺復(fù)蘇(一種方法是用雙腳抵住天花板,雙臂向下按壓病人的胸部)。由于宇航員的年齡范圍和良好的身體素質(zhì),他們不太可能患中風(fēng)或突發(fā)闌尾炎。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)槿绻娴陌l(fā)生這些情況,他們就會(huì)陷入喬納森?斯科特所說的“無效醫(yī)療”的境地。換句話說,任何人對此都無能為力。
在國際空間站上,當(dāng)醫(yī)療事故發(fā)生時(shí),宇航員可以求助美國國家航空航天局眾多醫(yī)學(xué)專家的專業(yè)知識(shí)。斯科特說:“病人在空間站,醫(yī)生在地面,如果有問題的話,病人可以向這些醫(yī)生咨詢?!钡接詈絾T到達(dá)火星時(shí),如果有可能與地球通訊的話,將會(huì)有 40 分鐘的延遲。斯科特說:“我們必須開始準(zhǔn)備,不僅要能夠診斷太空飛行中可能出現(xiàn)的健康問題,還要能夠進(jìn)行治療?!?/p>
人工智能可能是很好的解決方案,但如果你想象的是《星際迷航》(Star Trek)中那樣的全息醫(yī)生,請降低你的預(yù)期,這在未來幾十年里可能都無法實(shí)現(xiàn)。美國國家航空航天局負(fù)責(zé)探索太空醫(yī)療能力的科學(xué)家克里斯?林哈特表示:“我們還需要很多、很多年才能實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),目前只能(讓宇航員)說明醫(yī)療緊急情況的性質(zhì)?!?/p>
伊曼紐爾?烏奎塔是太空健康轉(zhuǎn)化研究所(TRISH)的副首席科學(xué)家。該研究所是美國國家航空航天局資助的項(xiàng)目之一,主要研究深空任務(wù)的醫(yī)療服務(wù)。盡管完全實(shí)現(xiàn)人工智能診療尚需時(shí)日,但烏奎塔認(rèn)為某種形式的人工智能仍可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。“這對火星任務(wù)而言至關(guān)重要,”他說。盡管在火星任務(wù)的宇航員中可能會(huì)包括一名醫(yī)生,但烏奎塔解釋道:“沒有一個(gè)醫(yī)生可以知道一切。而且,如果那個(gè)宇航員生病了怎么辦?”
TRISH 資助的研究項(xiàng)目包括“Butterfly iQ”,一款可供非醫(yī)務(wù)人員使用的手持式超聲波診斷設(shè)備,這非常有實(shí)用性,尤其是在沒有龐大設(shè)備和訓(xùn)練有素的操作者的情況下。另一款診斷工具是 VisualDx,具有相當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄?,最初開發(fā)用于分析圖像和識(shí)別皮膚狀況。目前,這項(xiàng)技術(shù)已被用于幫助宇航員診斷在太空中最常見的各種狀況,而且無需連接互聯(lián)網(wǎng)。
減少醫(yī)療設(shè)備的數(shù)量和大小,以及使用這些設(shè)備所需的專業(yè)技術(shù)水平,將是人類登上火星的關(guān)鍵。另一個(gè)關(guān)鍵是保持足夠數(shù)量的消耗性醫(yī)療用品。目前,宇航員在太空所需要的幾乎所有東西都是從地球帶來的(國際空間站上的大部分飲用水則是從廢水中回收的,包括宇航員自己的汗水和尿液)。
美國國家航空航天局的一項(xiàng)研究得出結(jié)論,一艘前往火星的飛船應(yīng)該儲(chǔ)存 248 升的靜脈注射液,這在宇宙飛船上會(huì)占據(jù)大量寶貴的空間。因此,在過去的十年里,美國國家航空航天局一直致力于利用飲用水來制造靜脈注射液。目前研究人員正在改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù),以便將其用于火星任務(wù)。林哈特說:“你可能會(huì)在去火星的路上遇到一個(gè)生病或受傷的人,宇航員打開供水系統(tǒng)的開關(guān),再把一個(gè)袋子掛在水龍頭上,五分鐘后,你就會(huì)能得到滿滿一袋無菌靜脈注射液?!?/p>
從此前國際空間站的血栓事件可以看到,保持充足的藥物供應(yīng)也是一個(gè)問題。部分原因是宇宙飛船的藥柜空間有限,另一方面,藥物在太空中的降解速度也比在地球上更快,可能是暴露在輻射中導(dǎo)致的。而且,宇航員往往需要服用大量的藥物。2017 年一項(xiàng)對國際空間站宇航員的研究發(fā)現(xiàn),宇航員平均每周都要服用四種藥物。
菲爾?威廉姆斯是英國諾丁漢大學(xué)的生物物理學(xué)教授,領(lǐng)導(dǎo)著世界上第一個(gè)太空藥物研究項(xiàng)目。他的團(tuán)隊(duì)正在研究太空環(huán)境下的免疫系統(tǒng)和抗生素耐藥性等問題,并已將線蟲送上了國際空間站,以研究微重力下肌肉的分解。
威廉姆斯和他的同事們也在研究如何解決藥物供應(yīng)問題,他說:“我們正在尋找就地和按需生產(chǎn)藥物的方法。”通過從抗輻射細(xì)菌中篩選出能夠制造蛋白質(zhì)的種類,并將其與蛋白質(zhì)類藥物的 DNA 配對,威廉姆斯的團(tuán)隊(duì)成功地在試管里生產(chǎn)出了更多的藥物。威廉姆斯表示,在未來,使用 3D 打印技術(shù)甚至能夠“用一個(gè)黑匣子,輸入你想要的東西,然后就能取出藥物”。
這項(xiàng)技術(shù)或許在第一次火星任務(wù)時(shí)就能用上,但也可能沒那么快。如果人類想要殖民其他星球的話,我們就需要走得更遠(yuǎn),而不僅僅是在太空中生產(chǎn)藥物。這可能涉及 3D 打印醫(yī)療技術(shù)和更先進(jìn)的手術(shù)工具,甚至是可替換的器官;目前科學(xué)家正在研究在國際空間站上 3D 打印人類心臟的可能性。
科學(xué)家的最終目標(biāo)是研究出如何在太空中用最少的資源來治療疾病,這對于深空探索至關(guān)重要,而另一方面,這在地球上也有很多應(yīng)用。畢竟,如果我們能減少太空中的“無效治療”,我們也能其應(yīng)用在地球上的類似場景中?!叭绻茉诨鹦巧现委熑祟悾俏覀兙湍茉谌魏蔚胤秸归_治療,”威廉姆斯說,“在南極,在潛水艇中,在聯(lián)合國難民署的非洲營地里,在小地方的醫(yī)院里。治療的地點(diǎn)就變得不那么重要了?!?/p>
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