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耗资3.5亿:宇航员突发疾病,发射火箭送药,顺便发了篇论文

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  很多人都曾看过马特·达蒙主演的一部太空科幻电影——《火星救援》,电影中一位宇航员滞留火星,在补给不足的情况下,靠种土豆活了下来,等来了地面重新发射飞船,最终重返地球。

  实际上,类似的故事还真的发生了,虽然没有电影中的惊心动魄,却也足够科幻。

  2020年1月,国际顶尖医学期刊《新英格兰医学期刊》发表了一篇题为:Venous Thrombosis during Spaceflight(太空飞行中的静脉血栓形成)的文章【1】。

  该文章记述了一个特殊案例:国际空间站中一位宇航员突发颈内静脉血栓,且空间站备药不足,地面专家联合会诊,并通过发射火箭运送药物补给,最终该宇航员成功安全返回地球


  在国际空间站执行任务大约2个月后,在作为血液研究的一部分的超声检查过程中,一名宇航员被怀疑患有阻塞性左颈内静脉血栓。该宇航员没有报告头痛或面部充血加重等失重状态下常见症状,此外,该宇航员没有静脉血栓栓塞的个人或家族病史。


  国际空间站,图片来源:NASA

  为了进一步确认,由位于地球上的两位放射科医生进行实时连线指导,宇航员在空间站重新进行了超声检查,证实该宇航员确实存在具有亚急性特征的静脉血栓形成

  这一突发状况吓坏了地面指挥人员,因为颈内静脉血栓比较危险,如不及时接受治疗,死亡率较高。颈内静脉血栓可以脱落,随血流到达心脏后进入肺部引起肺栓塞,若颈内静脉血栓较大可导致急性肺水肿、呼吸衰竭,甚至死亡。

  为了应对这一突发状况,地面指挥组织了多次专家会诊,讨论了各种治疗方案,首先排除了返回地球接受治疗的方案,因为返航地球时会经历急速下坠的过程,这个过程很可能造成致命的血栓脱落。

  此时的空间站备有20盒依诺肝素针剂,每盒300mg,依诺肝素可用于预防深静脉血栓形成及肺栓塞,以及治疗已形成的静脉血栓。但是这20盒依诺肝素,只能用40天左右的时间。

  于是,地面医疗团队制定了新的治疗方案:立刻注射依诺肝素治疗,同时重新发射火箭运送抗凝药——阿哌沙班

  阿哌沙班是一种抗凝血药物,能够有效预防静脉血栓栓塞症同时并不增加出血风险,无需常规检测凝血功能,而且阿哌沙班是口服药物,使用起来也更方便。因为,在太空失重环境下,使用注射器从药瓶中吸取液体本身就是一个重大挑战。

  立刻开始注射依诺肝素治疗,剂量为每天每公斤体重1.5mg。在33天后,为了延长仅有的依诺肝素的治疗时间,将剂量降低至每天每公斤体重1mg。

  在第43天,抗凝药阿哌沙班以及鱼精蛋白和凝血酶原复合物等通过补给飞船送到了空间站。此时每天服用两次阿哌沙班(每次5mg)过渡。

  在第90天,服用剂量减半,每天服用两次阿哌沙班(每次2.5mg)。

  在药物治疗过程中,超声检测表明,血栓组织体积正在逐渐缩小。

  在返回地球前4天,该宇航员停止服用抗凝药,以防返航时可能造成的出血。


  着陆地面后,地面医生立刻进行了超声检查,发现该宇航员仍有少量残留血栓,但医生认为不需要进一步治疗。后续检查发现,返回地球后10天已没有血栓,之后也没有再观察到明显的血栓形成,返回地球六个月后,该宇航员仍保持无症状(该宇航员的具体身份并未透露)。

  在地球上,颈内静脉内血栓形成通常与癌症、中央静脉导管或卵巢过度刺激有关,无故的颈内静脉孤立性血栓形成并不常见。

  航天飞行中的静脉血栓病例突出了太空医学的独特复杂性,例如需要基于非证据的临床决策;需要患者在放射科医生的远程指导下进行超声检查;备用药物有限,不支持长期使用抗凝药;注射器使用不方便,由于表面张力的影响,从药瓶中吸取液体是一项重大挑战。

  在这些复杂情况下,医疗决策是通过多个太空机构的共同努力来执行的,才得以克服众多的后勤和操作难题。

  另外,该案例中观察到的血流异常也揭示了我们对循环和凝血的理解仍然存在差距。我们仍需探索血流组织,局部全血粘度和血栓形成风险的变化。对宇航员进行积极监测,通过实验模型发展失重性静脉血栓的预防和治疗策略,至关重要,尤其是未来人类计划前往火星和更遥远的外天空。

  2020年11月25日,美国航空航天局(NASA)在Cell杂志发表研究论文【2】,借助系统生物学的研究方法,使用来自太空飞行的多个人源、小鼠源的组织细胞模型,通过转录组、蛋白质组及代谢组在内的多组学分析手段,从分子细胞水平揭示了太空飞行对人体生理的深刻影响。

  2019年4月12日,美国航空航天局(NASA)在Science杂志发表研究论文【3】,通过比对两名同卵双胞胎宇航员分别在地球和太空长达一年的生理数据,系统性进行涵盖生化水平、认知能力、表观遗传学、基因表达、免疫系统、代谢能力、微生物组、蛋白质组、生理学、以及端粒长度等多个维度10大专题研究,分析长期生活在太空中给人体带来的变化和影响。

  这些研究都为未来人类更远的征途带来了深刻见解。

  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

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