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人吃五穀雜糧,因此不可避免地會生病,即使進入太空的宇航員也不例外。然而,在太空中生病可能是個大大麻煩。由於距離最近的醫院也在數百公里外,因此宇航員們需要的所有藥物都必須事先打包好,這使得設計太空藥物變得極其複雜。
除此之外,太空本身也帶來了潛在的醫療問題。眾所周知,這種極端環境會使人的身體發生扭曲、體液流動、骨骼收縮等等。而且微重力也會影響藥物的新陳代謝方式,並可能會降低藥物的療效,甚至產生毒性。
法國國際太空大學教授弗吉尼亞·沃特林博士表示:“如果你去看醫生,他們基本上可以為你做三件事:第一是進行手術,第二是建議你改變行為,第三則是提供藥物治療。然而在太空旅行中,宇航員們最好的工具就是藥箱。”
宇航員們在升空前需要遵守極其嚴格的健康規定,因此行為方面沒有多少需要改變。而在太空中做手術風險巨大,因此在默認情況下,藥物治療成為宇航員們的最佳選擇。沃特林説:“我們假設藥物被吸收並分佈到身體組織中,然後在太空中以與地球上大致相同的方式代謝。然而,事實可能並非如此。”
為了更好地瞭解哪些藥物對長期駐留太空更有效,沃特林設計了一款iOS應用程序,國際空間站上的六名宇航員自願在2017年使用該應用程序記錄他們的藥物服用情況,包括每次服用的藥名、劑量、適應症以及他們是否認為有效,有何副作用等。
沃特林等人收集了5766份藥物使用記錄,大約是之前所有太空飛行記錄總和的38倍。他發現,平均而言,宇航員在太空中使用的藥物略多於地球。失眠是他們服藥的最常見原因,但像布洛芬這樣的温和止痛藥也經常被使用,其中大多數藥物被認為部分有效。
約翰遜航天中心藥房運營部門的首席藥劑師蒂娜·貝尤斯説:“我們知道,在太空飛行中,人體會有生理上的變化,因此藥物的效果可能有所不同。胃動力的改變可能會影響藥物的吸收,液體位移可能會影響藥物的分佈或代謝。任何已知生理變化的結果都可能導致藥物產生更多副作用或效果降低。”
亞利桑那州梅奧診所航空航天醫學和前庭研究實驗室的學者麗貝卡·布魯表示,要想為將來的太空飛行做好充分準備,包括登月或前往火星的長途旅行,我們首先需要更多的數據。我們對太空藥物新陳代謝知之甚少的原因是,人類還沒有冒險離開地球太遠,而緊張的預算也會優先考慮其他太空研究。
另一個問題是,到目前為止,在太空和藥物方面所做的少量研究質量並不是很高。就像沃特林的劑量跟蹤實驗一樣,研究樣本數量較小且缺乏對照。進入太空的費用也高得令人難以置信,因此很難重複實驗或收集大量數據。為了解決這個問題,很多研究都是在齧齒類動物身上或在模擬環境中進行的,而不是在太空人類志願者身上進行。
模擬太空環境被大量用於涉及人類的研究。佛羅里達州蓋恩斯維爾某醫院的六名患者曾在2005年模擬微重力環境下,試驗常見抗生素環丙沙星的效用。與正常重力下的血液樣本相比,環丙沙星的血漿濃度“幾乎相同”,儘管結果表明藥物的組織滲透在微重力下可能會受到輕微的損害,但影響並不大。
宇航員在太空中遇到的許多情況聽起來令人擔憂,但並不危及生命,他們的身體最終會適應微重力環境。儘管如此,我們仍不能完全確定這些影響是否會改變身體吸收藥物的方式,更不用説其他與太空相關的變量,如輻射、晝夜節律紊亂或動脈壁增厚等。
布魯還指出,服用藥物本身也不是沒有風險的。她説:“當我們沒有完美的模擬或在太空飛行中進行專門的受控研究,因此很難確認現實中的情況。”
在所有這些之後,如何決定執行太空探索任務時攜帶哪些藥物?自1977年以來,世界衞生組織始終保留着一份不斷變長的"基本藥物"清單,旨在滿足任何人最重要的健康需求。目前這份清單上總共有433種藥物,但你不能把它們都帶上飛船,因為增加的重量會帶來很大的不同。
NASA已經縮減了"基本藥物"清單,當前任務攜帶的大多數藥物都是針對充血、頭痛或暈動病等常見問題的。服用劑量少、不需要特殊儲存以及可覆蓋多種適應症的藥物,是NASA將其納入醫療包的優先考慮因素。
任務時間越長,藥物在太空中的作用也就越不一樣,包括藥物的壽命會縮短。沃特林説:“一般來説,我們所購買的以及經FDA等機構批准的產品都有24個月的保質期。”不幸的是,到達火星需要36個月,因此這可能是個大問題。宇航員無法得到新的藥物補充。
貝尤斯説:“由於航天環境的影響,藥物的穩定性在很大程度上是未知的。有證據表明,有些藥物可能會在製造商所列的過期日期之前就在太空中發生降解。”
如果藥物降解而變得無用,這可能是好事兒。在其他情況下,分解藥物可能產生有毒化學物質。比如被用於治療梅毒、瘧疾以及炭疽感染等多種疾病的四環素抗生素。過去幾十年的研究顯示,四環素過期後似乎會降解為導致腎衰竭的化學物質。
如果儲存正確,有些藥物在過期後仍可以使用幾年,甚至幾十年。但太空是完全不同的環境,許多早期證據表明,地球外的衰變速度更快。2011年,美國製藥科學家協會發布了一份分析報告,分析了35種已經在國際空間站儲存了28個月的藥物。
研究發現,許多藥物在太空中的降解速度要比在地面上快,並指出像異丙嗪和右旋安非他明這樣的藥物特別容易受到這些變化的影響,也許是因為它們對光線敏感。空間輻射、過度振動和重力異常也可能發揮了作用。
貝尤斯説:“我們已經能夠通過在航天環境中生活和工作了1年或更短時間的例行補給,來管理藥物穩定性和有效性方面存在的不確定性。隨着我們轉向時間更長、補給不確定的探索任務,提供安全、有效藥品將更具挑戰性。”
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