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科研新發現|宇航員在空間站突發疾病怎麼辦?發射火箭去送藥,還能順便發篇新英格蘭期刊

2021-06-18 18:31:28健康

北京時間6月17日18時48分,航天員聶海勝劉伯明湯洪波先後進入天和核心艙,標誌著中國人首次進入自己的空間站。據悉,航天員將進駐天和核心艙,完成為期3個月的在軌駐留,開展機械臂操作、出艙活動等工作,驗證航天員長期在軌駐留、再生生保等一系列關鍵技術。
長期太空生活中,一個不可忽視的問題就是生病。在太空失重環境下,病菌會四處飄蕩,比在地球是更易傳播。而且,這種環境下,宇航員的免疫力往往會降低。
因此,為了儘可能降低宇航員生病的可能性,在執行太空任務前,他們會經過長期且周密的身體、心理及醫監醫保準備,同時還會接受醫療訓練,學習拔牙、縫合傷口等技能。航天器上還會配備急救箱、超聲波等醫療裝置。
美國布朗大學的傳染病專家Leonard Mermel博士曾對 NASA 的106次太空飛行中的742名宇航員的健康記錄進行了跟蹤調查。他發現有近30名宇航員曾在太空中患上傳染性疾病,主要是發燒和發冷,還有一些真菌和皮肤感染,流感等。
所以,儘管進行了周密的預防措施,宇航員仍不可避免地會出現生病的情況。當然,這些疾病通常是都可以透過吃藥解決。
但如果宇航員在太空中,突發緊急醫療狀況,又該如何解決呢?
實際上,這種情況還真的發生過。
2020年1月,國際頂尖醫學期刊《新英格蘭醫學期刊》NEJM 發表了一篇題為:Venous Thrombosis during Spaceflight(太空飛行中的靜脈血栓形成)的文章【1】
該文章記述了一個特殊案例:國際空間站中一位宇航員突發頸內靜脈血栓,且空間站備藥不足,地面專家聯合會診,並透過發射火箭運送藥物補給,最終該宇航員成功安全返回地球
在國際空間站執行任務大約2個月後,在作為血液研究的一部分的超聲檢查過程中,一名宇航員被懷疑患有阻塞性左頸內靜脈血栓。該宇航員沒有報告頭痛或面部充血加重等失重狀態下常見症狀,此外,該宇航員沒有靜脈血栓栓塞的個人或家族病史。
國際空間站,圖片來源:NASA
為了進一步確認,由位於地球上的兩位放射科醫生進行實時連線指導,宇航員在空間站重新進行了超聲檢查,證實該宇航員確實存在具有亞急性特徵的靜脈血栓形成
這一突發狀況嚇壞了地面指揮人員,因為頸內靜脈血栓比較危險,如不及時接受治療,死亡率較高。頸內靜脈血栓可以脫落,隨血流到達心臟後進入肺部引起肺栓塞,若頸內靜脈血栓較大可導致急性肺水腫、呼吸衰竭,甚至死亡。
為了應對這一突發狀況,地面指揮組織了多次專家會診,討論了各種治療方案,首先排除了返回地球接受治療的方案,因為返航地球時會經歷急速下墜的過程,這個過程很可能造成致命的血栓脫落。
此時的空間站備有20盒依諾肝素針劑,每盒300mg,依諾肝素可用於預防深靜脈血栓形成及肺栓塞,以及治療已形成的靜脈血栓。但是這20盒依諾肝素,只能用40天左右的時間。
於是,地面醫療團隊制定了新的治療方案:立刻注射依諾肝素治療,同時重新發射火箭運送抗凝藥——阿哌沙班
阿哌沙班是一種抗凝血藥物,能夠有效預防靜脈血栓栓塞症同時並不增加出血風險,無需常規監測凝血功能,而且阿哌沙班是口服藥物,使用起來也更方便。因為,在太空失重環境下,使用注射器從藥瓶中吸取液體本身就是一個重大挑戰。
具體治療方案
立刻開始注射依諾肝素治療,劑量為每天每公斤體重1.5mg。在33天后,為了延長僅有的依諾肝素的治療時間,將劑量降低至每天每公斤體重1mg。
在第43天,抗凝藥阿哌沙班以及魚精蛋白和凝血酶原複合物等透過補給飛船送到了空間站。此時每天服用兩次阿哌沙班(每次5mg)過渡。
在第90天,服用劑量減半,每天服用兩次阿哌沙班(每次2.5mg)。
在藥物治療過程中,超聲檢測表明,血栓組織體積正在逐漸縮小。
在返回地球前4天,該宇航員停止服用抗凝藥,以防返航時可能造成的出血。
著陸地面後,地面醫生立刻進行了超聲檢查,發現該宇航員仍有少量殘留血栓,但醫生認為不需要進一步治療。後續檢查發現,返回地球后10天已沒有血栓,之後也沒有再觀察到明顯的血栓形成,返回地球六個月後,該宇航員仍保持無症狀(該宇航員的具體身份並未透露)
在地球上,頸內靜脈內血栓形成通常與癌症、中央靜脈導管或卵巢過度刺激有關,無故的頸內靜脈孤立性血栓形成並不常見。
航天飛行中的靜脈血栓病例突出了太空醫學的獨特複雜性,例如需要基於非證據的臨床決策;需要患者在放射科醫生的遠端指導下進行超聲檢查;備用藥物有限,不支援長期使用抗凝藥;注射器使用不方便,由於表面張力的影響,從藥瓶中吸取液體是一項重大挑戰。
在這些複雜情況下,醫療決策是透過多個太空機構的共同努力來執行的,才得以克服眾多的後勤和操作難題。
另外,該案例中觀察到的血流異常也揭示了我們對迴圈和凝血的理解仍然存在差距。我們仍需探索血流組織,區域性全血粘度和血栓形成風險的變化。對宇航員進行積極監測,透過實驗模型發展失重性靜脈血栓的預防和治療策略,至關重要,尤其是未來人類計劃前往火星和更遙遠的外天空。
2020年11月25日,美國航空航天局(NASA)Cell雜誌發表研究論文【2】,藉助系統生物學的研究方法,使用來自太空飛行的多個人源、小鼠源的組織細胞模型,透過轉錄組、蛋白質組及代謝組在內的多組學分析手段,從分子細胞水平揭示了太空飛行對人體生理的深刻影響
2019年4月12日,美國航空航天局(NASA)Science雜誌發表研究論文【3】,透過比對兩名同卵雙胞胎宇航員分別在地球和太空長達一年的生理資料,系統性進行涵蓋生化水平、認知能力、表觀遺傳學、基因表達、免疫系統、代謝能力、微生物組、蛋白質組、生理學、以及端粒長度等多個維度10大專題研究,系統分析了長期生活在太空中給人體帶來的變化和影響
這些研究都為未來人類更遠的征途帶來了深刻見解。
原文連結:
1、https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1905875
2、https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.002
3、https://doi.org/10.1126/science.aau8650
注:中國宇航員稱為航天員,國外統稱為宇航員

轉載自生物世界,已獲權轉載