太空飞行揭示了免疫衰老的加速过程

免疫系统，这个无畏的感染和疾病捍卫者，也会受到压力的影响。当人类身体被发射到地球大气层之外时，免疫力会减弱——宇航员会经历皮肤出现皮疹、病毒再激活以及抵抗感染的能力减弱。长期以来，这一直是临床观察的问题，现在有了机制上的解释，这要归功于一项在Nature Reviews Immunology上发表的广泛新综述，它定义了一个新兴领域：天体免疫学。

这篇论文由巴克老龄化研究所的丹·维纳博士领导，并与来自NASA、ESA、康奈尔大学、慕尼黑大学等机构的合作者共同撰写，论文天体免疫学：太空飞行及其相关压力对免疫系统的影响考察了数十年的数据，研究太空飞行如何影响免疫系统，并整合了多组学和计算机模拟分析的最新见解。作者描述了微重力、辐射和心理压力如何共同扰乱免疫平衡，影响从T细胞激活到线粒体代谢的方方面面[1].

“人类的未来将有一些人生活在外太空或遥远的星球，”维纳说。“建立这个新兴的天体免疫学亚专业的更大目标是开发对策，以保护那些探索地球以外生活的人的健康。”

Longevity.Technology：天体免疫学不仅仅是太空医学的新分支——它是衰老科学在轨道上的自然延伸。这篇综述清楚表明，免疫系统对微重力、宇宙辐射和压力的反应与我们在地球上衰老时的表现惊人相似；宇航员实际上成为了研究免疫衰老的快速原型。微重力解构细胞骨架，线粒体 sputter，DNA 修复减弱，慢性低度炎症悄然滋生——对于研究衰老的人来说，这些都是相当熟悉的特征。不同之处在于，这些过程在几天内发生，而不是几十年，这为我们提供了一个压缩的衰退视角，可能加速我们对如何在太空和家中保持免疫韧性的理解。

这项研究位于空间生物学、系统免疫学和长寿生物技术的交汇点并非偶然；新的“太空免疫学”框架捕捉了转化科学最雄心勃勃的精神。太空迫使我们面对生物学的极限，并创新对策，比如从人工智能识别的营养补充剂（如槲皮素）到精确的免疫监测和行星规模的生物样本库。当我们为月球、火星及更远的地方做好准备时，这些见解提醒我们，太空和衰老的边界奇妙地交织在一起；同样的科学使宇航员在轨道上保持健康，可能有一天也能让我们其他人保持更年轻的状态。

压力下的机制

在轨道上，几乎缺乏重力的环境影响到细胞层面。综述详细说明了微重力如何影响免疫细胞的形态、细胞骨架的完整性和线粒体的效率，最终导致低级别的炎症状态和适应性反应的减弱。T细胞变得迟缓，干扰素信号减弱，氧化应激上升。辐射增加了另一层伤害——直接和间接通过自由基损伤DNA——而慢性压力和生物钟节律的紊乱进一步损害了免疫调节。

作者指出，“太空飞行赋予某种基础形式的低级别炎症，伴随免疫细胞功能的降低，”微重力诱导细胞骨架重组的过程，改变核结构和基因表达 [1]。本质上，这是对适应于1g重力环境的细胞机制施加的物理和心理压力的完美风暴。

微生物与任务时长

太空不仅改变我们；它还改变我们携带的微生物乘客。本文描述了在飞行过程中宿主-微生物组相互作用的变化，表现为微生物多样性减少和致病性增强。国际空间站上的环境微生物变得对抗生素更加耐药，而宇航员的肠道和皮肤微生物组则经历了可测量的变化——尽管这些变化通常是可逆的。这些微生物的变化与免疫信号的变化有关，进一步强化了免疫系统与微生物组形成一个适应性单元以应对外星压力的观点 [1].

更长的任务会加剧这些问题。来自NASA双胞胎计划和SpaceX Inspiration4任务的研究表明，在微重力环境中，时间的延长会加剧线粒体和代谢的失调。“我们现在可以精确追踪免疫系统的每个细胞如何适应太空和不同的行星环境，这可以帮助我们更好地准备新任务，保护宇航员的安全，”威尔康奈尔医学院的合著者克里斯托弗·梅森说。

对策与融合

温纳的团队强调了几种减缓轨道上免疫衰退的策略。这些策略包括持续的免疫监测、针对性的疫苗接种计划，以及通过人工智能建模发现的营养干预——其中包括槲皮素，它可能有助于在模拟微重力下正常化免疫功能。作者提出“综合多组学分析，结合计算预测和机器学习，将能够合理设计出针对个体免疫表型的对策 [1].”

这种精准医学的思维方式将空间生物学与长寿研究的目标结合起来——将维持免疫韧性视为健康寿命的关键因素。首席作者、最近获得巴克博士学位的杜慧勋对此有清晰的认识。“太空飞行是一个很好的加速衰老模型，”她说。“线粒体在太空中的工作效率下降，开始产生自由基。这些过程在衰老时也会发生。”她补充道：“在太空中研究这一现象可以推动我们保持细胞健康的努力，帮助我们在衰老过程中更好地应对。”

超越地球的限制

宇宙免疫学仍处于起步阶段，但其影响远超太空飞行。康奈尔航空医学生物库和欧洲航天局的压力与免疫倡议等生物银行项目的建立反映出人们越来越意识到宇航员的健康数据是理解人类在压力下生物学的重要资源。用于绘制太空引起的免疫变化的相同系统生物学工具现在正在重塑我们在地球上研究衰老和韧性的方法。

正如温纳所说的，“参与太空研究是一个令人兴奋的时刻。”确实令人兴奋，但也很有启发性。太空，似乎不仅仅是探索的目的地；它就像一面镜子，反映出我们自身的生物学，展示了生命的脆弱与适应能力。

链接：https://doi.org/10.1038/s41577-025-01226-6