【環球視野】

　　1.艱難的救治環境

　　1997年2月24日，在俄羅斯“和平”（Mir）號空間站上，一台氧氣發生器在維護操作過程中出現問題，一小塊高氯酸鋰著火了。空間站距離地麵超過350千米，且處於(yu) 失重狀態，形勢十分緊迫。濃厚的煙霧中混合著燃料顆粒和融化的金屬滴，漂浮在空間站中，使宇航員麵臨(lin) 嚴(yan) 重燒傷(shang) 和因窒息而失去意識的風險。火焰還可能穿過空間站內(nei) 壁，使生活艙失壓，這將迅速導致宇航員死亡。機組成員們(men) 急忙戴上呼吸防護麵罩，以免吸入有毒煙霧，並啟動滅火裝置，在警報聲中僅(jin) 用幾分鍾就控製了火勢。他們(men) 僅(jin) 受了幾處輕傷(shang) ，奇跡般地避免了最壞的情況發生。這場緊急事故體(ti) 現了空間站中對宇航員生存造成威脅的三大隱患：火災、失壓和艙內(nei) 空氣汙染。如果宇航員在任務期間受了重傷(shang) ，空間站上的種種限製將讓救治變得非常複雜。

　　就像獨自環球航行的水手那樣，發生事故時宇航員不一定總是能獲得醫療援助，尤其難以緊急撤離。因此，宇航員必須避免風險，而不是等風險發生時再去承受。他們(men) 需要預判種種情況，麵對各種突發健康狀況時盡可能獨立處理。國際空間站已經環繞近地軌道運行了二十多年，最近中國空間站也加入其中，這一全新的人類生活方式引發了相關(guan) 行業(ye) 對醫療風險管理的思考。無論是軌道飛行還是亞(ya) 軌道飛行，太空旅行也帶來了新的問題，例如參與(yu) 者需要滿足什麽(me) 樣的健康條件。過於(yu) 嚴(yan) 格的標準會(hui) 減少潛在旅客的數量，而過於(yu) 寬鬆的標準會(hui) 在飛行過程中帶來慢性病惡化的風險，目前我們(men) 還未能在兩(liang) 者之間找到一個(ge) 平衡點。此外，所謂的深空探索（如月球表麵探索和火星探索）也提出了新的問題，例如，在這種惡劣環境下人類的防護和適應能力如何，更不必說完全自主地在這樣的環境中進行醫療護理的艱難程度了。

　　2.充滿風險的空間

　　即使是空間站內(nei) 的日常活動，有時候也會(hui) 帶來危險。就像在潛水艇上一樣，宇航員要一連數月生活在一個(ge) 狹小、嘈雜的空間裏，周圍是數不清的電線、控製麵板和製冷係統，理論上這些設備都可能引發觸電、燒傷(shang) 或刺激性物質暴露。太空任務的另一特殊之處在於(yu) ，需要出艙對某些設備（如電池、電纜、天線等）進行維護和維修操作。這些艙外活動具有風險，而且對體(ti) 力要求很高。這類活動通常持續數小時，其間宇航員要保持精神高度集中。這些任務中使用的宇航服是真正的獨立迷你空間站，包含了所有維持生命所必需的設備。在宇航服內(nei) 部，宇航員處於(yu) 低壓環境（30千帕），這提升了宇航服的靈活性，以便宇航員活動肢體(ti) ，操作工具。從(cong) 艙內(nei) 氣壓到宇航服內(nei) 低壓環境的轉換是受到控製的，在一個(ge) 減壓室內(nei) 完成，以避免宇航員患上減壓病，這種病與(yu) 人們(men) 熟知的潛水員減壓病相似。最後，還存在一個(ge) 重大的風險因素：與(yu) 太空垃圾或微隕石相撞，這些物體(ti) 的飛行速度可達到每秒數千米。

　　另一個(ge) 環境限製也同樣重要，那就是失重。在地球上，我們(men) 能夠行走、跳躍、跑動、保持平衡，並根據體(ti) 力活動強度和姿勢變化調節心髒輸出量，這是因為(wei) 我們(men) 的生理構造已經適應了地球的重力。我們(men) 的肌肉、骨骼、內(nei) 耳、心髒和血管係統都在重力作用下經過了數百萬(wan) 年的演化。而在離地麵400千米的高空中，宇航員們(men) 處於(yu) 自由落體(ti) 狀態。機體(ti) 的每一個(ge) 生理係統都傾(qing) 向於(yu) 找到一種新的穩態，即新的功能平衡點，但這種適應是有限的。限製的消失反過來成了一種限製：骨骼礦物質逐漸流失，變得越發脆弱；外力的減少會(hui) 導致骨骼礦物質快速流失，增大了骨折和腎結石的風險；姿勢肌（維持姿勢的肌肉）萎縮，血管壁增厚；視覺敏銳度有時會(hui) 下降，原因之一是血液重新分布進入上半身造成顱內(nei) 高壓；運動感覺協調也改變了。重力的消失造成了一係列症狀，與(yu) 衰老或長期臥床的影響相似，這增加了機體(ti) 對某些疾病的易感性，並削弱了機體(ti) 在患病或受傷(shang) 時的應對能力。甚至基因的調控和表達也會(hui) 受到影響，就像那項著名的孿生子研究所揭示的那樣。

　　為(wei) 了在這個(ge) 遠離醫療機構的獨特環境中保護宇航員的健康，各國航天局和醫療機構已經采取了一係列措施，從(cong) 三個(ge) 方麵來降低風險：預防、應對和機上自主醫療。

　　一種預防措施就是嚴(yan) 格選擇身心健康的年輕宇航員，以避免他們(men) 在任務期間身體(ti) 狀況惡化，出現慢性病（如癲癇、哮喘或心力衰竭）發作的狀況。招募完成後，一支醫療團隊將在整個(ge) 飛行任務準備階段對宇航員進行健康監測。監測內(nei) 容是標準化的，包含阻抗測試、骨密度控製、眼科和聽力檢查。這些測試是為(wei) 了確保宇航員出發前沒有身患疾病，並為(wei) 起飛後的健康監測提供參考數據。在起飛前隔離14天能減少將潛伏的傳(chuan) 染性疾病帶入空間站的風險。一切可疑症狀都會(hui) 將宇航員排除在任務之外，以確保本人和同事們(men) 的健康。一個(ge) 著名的案例就是肯·馬丁利（Ken Mattingly），他在起飛前幾天被懷疑患上了風疹，無緣“阿波羅”13號（Apollo 13）任務。

　　另一個(ge) 預防措施就是使用環境健康係統（EHS）對國際空間站內(nei) 的環境進行密切監控。這個(ge) 係統包括多台監測設備，能檢測空間站的水或表麵潛在的微生物汙染。空間站內(nei) 的空氣質量同樣受到監控，係統會(hui) 在發現甲醛或一氧化碳等有毒氣體(ti) 時發出警報。最後，射線劑量計能監測輻射風險，就像地麵上的核電站或放射性醫療機構的工作人員監測電離輻射風險那樣。

　　在預防措施的基礎上，還要準備應對措施，目的是減少不可控製的變量（如失重和禁閉環境）對生理或心理的影響。例如，為(wei) 了避免太空航行引發的肌肉流失，宇航員每天必須運動兩(liang) 個(ge) 半小時。國際空間站也為(wei) 此配置了多種設備，有帶安全帶的跑步機和動感單車，還有先進阻抗訓練器（ARED），這是一種適應失重環境的肌肉訓練設備。另一些應對措施是營養(yang) 學方麵的，科學家正在研究在太空任務期間通過攝入多酚維持肌肉量的方法。

　　前兩(liang) 種保護措施（預防和應對）是有效的，占據了近地軌道航天任務中風險管理策略的大部分。不幸的是，在這個(ge) 危險的環境裏，我們(men) 無法完全消除受傷(shang) 或患病的風險。有統計預測顯示，在持續6個(ge) 月的軌道空間站任務中，發生嚴(yan) 重疾病或創傷(shang) 的概率為(wei) 每人1%到17%。太空探索的曆史上也多次出現先例。在1961-1999年間，國際空間站仍未投入使用的時候，有記錄的在軌飛行器上發生的嚴(yan) 重醫療事件為(wei) 17起，其中4起事件要求緊急返回地球。麵對心率失常、嚴(yan) 重尿道感染和無法用止痛藥抑製的頭痛，機組負責人選擇了縮短任務時間，以免在飛行器上冒險進行醫療操作。

　　第三道防線就是為(wei) 國際空間站內(nei) 部配備醫療和外科手術設備，以便機組人員盡可能獨立應對各種突發健康狀況。這就是國際空間站中健康維持係統的作用，它配備超過190種藥品，按照緊急程度分類存放在不同的藥箱裏，用於(yu) 應對最有可能發生的疾病。例如，沒有惡化風險的輕微感染很容易使用“門診”藥箱處理，這個(ge) 藥箱中的藥可以很好地應對常見的小毛病（如太空病、惡心、便秘、輕微燒傷(shang) 等）。空間站上還配備了超聲波儀(yi) 器，可以檢測多種疾病，為(wei) 診斷帶來了很大的幫助。

　　3.侵略性的細菌

　　宇航員還攜帶了大量的抗生素，以應對肺部或尿路係統的細菌感染。在太空中，多種因素的結合放大了感染的風險。因為(wei) 環境狹小而封閉，細菌很容易發生人際傳(chuan) 播。同時，宇航員的免疫抵抗力也被削弱了，這可能是因為(wei) 任務的壓力、睡眠紊亂(luan) 和心律紊亂(luan) 、放射性環境和食物營養(yang) 成分受限。最後，多項研究顯示太空站的條件（封閉、人造的低壓環境）可能催生對治療有更強抵抗性的細菌（例如形成細菌生物膜，阻礙抗生素滲透和生效），甚至毒性更強的細菌。其中包括2013年德國柏林工業(ye) 大學的伊麗(li) 莎白·格羅曼（Elisabeth Grohmann）的研究，和2020年美國航空航天局（NASA）的莎米拉·巴塔查裏亞(ya) （Sharmila Bhattacharya）的研究。

　　此外，太空的輻射環境會(hui) 加速藥物活性成分的分解，長此以往可能使藥物失效，這在火星探索等長期任務中可能造成問題，因為(wei) 不可能在執行任務期間得到補給。一些團隊正在研究保護藥物不受宇宙射線影響的包裝方式。而美國加利福尼亞(ya) 大學戴維斯分校的卡倫(lun) ·麥克唐納（Karen McDonald）等研究人員的目標是使空間站具備就地生產(chan) 藥物的能力，比如利用經過基因編輯的生菜。

　　作為(wei) 應對嚴(yan) 重事故的最後手段，空間站上還配備了高級生命支持包，以便宇航員能在第一時間應對問題。支持包裏配備了除顫器、氣管插管設備和簡易呼吸機，還有急救所需的藥物，如腎上腺素和阿托品（atropine）。

　　使用這些設備進行護理操作需要醫學技能和謹慎心態。如果一位宇航員自己就來自醫療機構，他自然會(hui) 被分配負責空間站的健康護理工作。但大多數時候，這項責任會(hui) 落在一位並不是醫生的宇航員身上。他將接受十幾個(ge) 小時的急救培訓，被任命為(wei) 機組健康官（CMO），負責執行多種多樣的醫療操作，包括縫合、牙科手術和導尿。

　　作為(wei) 補充手段，宇航員還會(hui) 接受地麵上的飛行外科醫生和太空醫學專(zhuan) 家的監測和幫助。工作人員在地麵控製中心持續分析宇航員的各項生理參數，並在他們(men) 需要的時候提供遠程指導。通過規律的醫學和生理學監測，宇航員能夠獲得健康方麵的建議，同時借助空間站上的藥物處理輕微的疾病。

　　有一個(ge) 數字可以說明這套醫療風險控製策略在近地軌道任務中的成功和可靠性：自這套策略在2000年投入使用以來，國際空間站上需要緊急撤離的醫療事件數量為(wei) 零。與(yu) 最初那個(ge) 較為(wei) 悲觀的統計預測相比，這個(ge) 數字有些出乎意料。

　　但這樣的成功也不能掩蓋一個(ge) 事實：每一道防線（預防、控製和自主應對）都有局限性。國際空間站上自主醫療的一些技術或策略上的弱點，在火星探測等更長期的任務中可能會(hui) 造成巨大的困難和醫療困境。

　　在一個(ge) 容納6個(ge) 人的空間站裏配置一個(ge) 技術平台，需要考慮有效載荷、體(ti) 積、成本、性能和人力等問題，很難做到麵麵俱到。國際空間站沒有配備用於(yu) 重症或長期護理的設備，因此必須有所妥協，將應對目標對準最有可能發生的疾病。這些疾病有的可能在飛行期間自發發生，與(yu) 任務本身無關(guan) （例如牙齦膿腫），有的和環境有關(guan) ，也就是由太空環境的某種限製條件導致或誘發的疾病。在發生嚴(yan) 重疾病的時候，治療的選項將被快速排除。空間站中沒有容易變質的血液製品（比如輸血所需的血袋），沒有能進行消化道或血管緊急侵入性操作的手術設備，也沒有足夠的人員能夠在發生嚴(yan) 重受傷(shang) 時執行大量的關(guan) 鍵醫療操作。為(wei) 了增強空間站上的自主醫療能力，NASA在國際空間站測試了一台生理鹽水發生器（名為(wei) IVGEN）。這種必備溶液能用於(yu) 配製藥物，或通過靜脈注射為(wei) 重病患者補充水分。

　　另一重困難在於(yu) 太空中孤獨的機組成員和地麵上的醫療專(zhuan) 家之間的空間隔離。這讓醫療援助變得更加複雜。地麵和國際空間站的音頻和視頻通信中常常發生信號丟(diu) 失，這阻礙了信息傳(chuan) 輸。在空間站發生緊急狀況的時候，雙方對情況的評估都可能發生錯誤，因為(wei) 緊急狀況本身就會(hui) 造成錯誤判斷和認知偏差，正如法國緊急醫療救助服務係統（SAMU）在實踐中所證明的那樣。各方參與(yu) 者使用不同的母語，這讓交流越發困難。在火星探測任務中，這種遠程合作將受到很大的影響，甚至可能失效：無線電通信將出現極大的延遲（有時單向延遲超過20分鍾），在發生緊急狀況時不可能與(yu) 地麵實時溝通。一些研究團隊正在研究如何使用人工智能、聊天機器人和增強現實等技術，輔助宇航員進行醫療決(jue) 策和風險評估。

　　回到國際空間站上。如果發生危及生命的情況，我們(men) 能否選擇緊急撤離？畢竟，停靠在空間站的“聯盟”號（Soyouz）和“龍”飛船（Crew Dragon）可以在幾小時內(nei) 返回地球。在決(jue) 定撤離到將宇航員收入地麵醫療中心之間的時間差預計30個(ge) 小時左右。因此，軌道空間站內(nei) 人員到某個(ge) 現代醫療機構的距離，要比某些在南極過冬的船員或科學家更近。對於(yu) 後者來說，就醫需要花上幾天時間，甚至可能因為(wei) 氣象條件的阻礙而無法成行。

　　然而，這種優(you) 勢被許多困難抵消了，限製了緊急撤離的可行性。例如，根據新型冠狀病毒疫情期間對病人轉院的模型研究，將需要重症監護的宇航員從(cong) 國際空間站送到地球是不可能的。轉運一個(ge) 需要插管、輔助呼吸和使用鎮靜劑的病人需要大量的後勤保障，包括治療設備（靜脈輸液設備、注射泵、通過氣管插管連接在病人身上的呼吸機）、監控設備和人員。狹小的飛船裏不可能裝得下這麽(me) 多醫療設備。

　　對於(yu) 國際空間站來說，醫療原因的緊急撤離會(hui) 帶來兩(liang) 個(ge) 決(jue) 策上的困難。一方麵可能發生無效撤離，用高昂的成本應對一種本可以用站內(nei) 藥箱治愈的輕微疾病。另一方麵，如果在病情初始或發展階段低估它的嚴(yan) 重性，就會(hui) 錯過撤離窗口，隻能用空間站上的藥物和設備處理。

　　數年前國際空間站上發生的一起事件就體(ti) 現了這些問題。一名機組成員參加了一項用超聲波檢查血管厚度的研究。在這項研究的某次檢查中，研究團隊意外發現該宇航員頸內(nei) 靜脈有一個(ge) 血栓。實際上，失重是導致血栓形成的一個(ge) 風險因素，靜脈血液流動減緩會(hui) 誘發高凝狀態，就像長期臥床的影響一樣。這樣的血栓是有隱患的。盡管該宇航員當時沒有出現任何不適症狀，但血栓可能從(cong) 血管壁上脫落，導致嚴(yan) 重的肺栓塞，誘發很可能致命的心力衰竭。

　　機組醫療團隊麵臨(lin) 的情況十分棘手。是否應該采用拉起就跑（scoop and run）方法，就像應對有代償(chang) 失調風險的病人那樣，盡快將其送到醫療機構，並在轉送過程中給予輕度的治療？還是說應該選擇相反的就地治療（stay and play）策略，更加積極介入，用最容易實施的醫療幹預穩定病情，再進行可能的轉運？

　　在這個(ge) 案例中，最終的決(jue) 定是讓宇航員留在機組中，並借助空間站上的醫藥箱，用抗凝血劑限製血栓生長。依靠前往國際空間站的補給飛船，治療得以持續到任務結束，例行超聲波檢查沒有發現任何並發症。機組的醫生們(men) 在兩(liang) 種院前急救策略當中選擇了一個(ge) 折中的方案。但是，宇航員離地球的距離越遠，就地治療就越有可能成為(wei) 唯一可行的選項。例如在火星表麵探測任務中，醫療補給或人力增援都會(hui) 變得複雜，甚至無法實現。

　　　4.模擬失重

　　到目前為(wei) 止，太空醫學仍然是一個(ge) 非常開放的研究領域，隨著太空探索向更遠的距離發展和對旅客開放，這個(ge) 領域探討的問題也在發生變化。為(wei) 了加深我們(men) 對這個(ge) 領域的理解，國際空間站仍然是一座研究失重科學的重點實驗室。但借助其他方法也能（至少部分地）模擬空間站的特殊條件，比如用飛機進行拋物線飛行，或幹浸實驗。幹浸實驗的主要操作點位於(yu) 法國圖盧茲(zi) 的太空醫學和生理學研究所（MEDES），這是一座用於(yu) 建立太空醫學和生理學基準的機構。幹浸實驗會(hui) 將實驗者包裹在巨大的防水帆布袋中，浸泡在一個(ge) 大浴缸裏，借此模擬失重的影響。這種設備消除了人體(ti) 支撐點，可以研究失重對肌肉或心髒造成的各種影響。

　　地麵上的醫學也能從(cong) 這類研究中受益。一些機構將部分研究轉向了太空醫學，法國卡昂大學（University of Caen）的COMET實驗室和勃艮第大學（University of Burgundy）的認知、行為(wei) 和感覺運動可塑性實驗室（CAPS）就是其中兩(liang) 所。事實上，行動障礙、住院患者長期臥床和內(nei) 耳病變都與(yu) 失重引發的生理變化有相似之處。

　　從(cong) 太空醫療中受益的還有遠程醫療領域。例如在2017年的Proxima任務中，宇航員托馬斯·佩斯凱（Thomas Pesquet）參與(yu) 了遠程超聲波設備Echo的調試。目前，地麵上的醫生能夠遠程操作國際空間站上的超聲波探頭。借助這項技術，地球上的醫學專(zhuan) 家也可以遠程對一名患者進行幹預，檢查實時獲得的圖片的質量，以便更好地根據檢查結果作出診斷。此外，加拿大航天局還開發了一種生物監測緊身衣，它能夠以非侵入式手段記錄宇航員的生命體(ti) 征。

　　如今，航天任務的程序員、工程師、研究者、宇航員訓練師和太空醫療專(zhuan) 家之間的緊密合作，能夠盡可能減少宇航員在軌道空間站上發生疾病的風險，並建立相關(guan) 的安全標準。人類的深空探索則是另一個(ge) 更複雜的挑戰。技術的發展必然還會(hui) 帶來倫(lun) 理上的問題，例如當發生嚴(yan) 重疾病，需要的資源超出了供給能力時應如何處理。在位於(yu) 月球或火星上的一座小小的太空站裏，無法立即獲得補給或增援，也沒法立即撤離，幸存的希望將變得非常渺茫。盡管如此，一些技術進步也許能提供解決(jue) 方案，提高這些任務的安全性，進一步拓展探索的邊界。一些雄心勃勃的研究項目甚至在探討人類冬眠的方法。

　　（撰文：賽阿姆斯·蒂埃裏（Seamus Thierry），係法國南布列塔尼大學醫療係統的麻醉與(yu) 複蘇醫師，以及心理學、認知、行為(wei) 與(yu) 交流實驗室研究員；馬蒂厄·科莫羅夫斯基（Matthieu Komorowski），係英國查令十字醫院麻醉與(yu) 複蘇醫師，以及英國皇家理工學院高級講師；阿德裏安諾斯·格萊米斯（Adrianos Golemis），係歐洲航天局的宇航員醫師，法國太空醫學和生理學研究所（MEDES）成員；勞拉·安德烈-布瓦耶（Laura Andre-Boyet），係歐洲航天局的宇航員導師，德國漢莎航空培訓中心成員 翻譯：戚譯引）

　　　　（本版圖文由《環球科學》雜誌社供稿）