我们不一样！双胞胎弟弟上太空一年 会和哥哥有什么不同？

航天员史考特.凯利（右）在准备前往国际太空站执行为期一年的任务之前，和他的双胞胎兄弟前航天员马克.凯利（Mark Kelly）一起出席一项宣传活动。 PHOTOGRAPH BY ROBERT MARKOWITZ, NASA

2011年，航天员史考特.凯利在国际太空站停留了六个月后返回地球，降落在哈萨克的阿尔卡雷克（Arkalyk）附近。他搭上俄罗斯的搜救直升机，望着窗外，准备出发前往两小时路程外的库斯塔奈（Kustanay）。 PHOTOGRAPH BY BILL INGALLS, NASA

史考特.凯利在2010年的地表训练中，身着舱外行动装置（Extravehicular Mobility Unit，简称EMU）。 PHOTOGRAPH BY MARK SOWA, NASA

2006年，发现号航天飞机停靠国际太空站的时候，航天员史达夫妮.威尔森（Stephanie D. Wilson）和马克.凯利飘浮在发现号航天飞机里。 PHOTOGRAPH BY NASA

2004年，马克.凯利在林登.约翰逊太空中心附近准备进行T38教练机的飞行。 PHOTOGRAPH BY ROBERT MARKOWITZ, NASA

据美国国家地理（撰文：CATHERINE ZUCKERMAN编译：钟慧元）：藉由比较史考特.凯利（Scott Kelly）和他身在地球上的双胞胎兄弟，科学家开始慢慢了解，当人类长时间停留在太空中时，在遗传、身体与认知方面可能会需要付出什么样的代价。

医学研究最喜欢同卵双胞胎了，因为无论是身体或遗传组成都几乎完美匹配，使得双胞胎拥有理想条件，正适合在研究人类对环境改变的反应时，作为对照和比较。而当双胞胎两人都刚好是航天员的时候，那就像找到了研究的金矿。正因如此，当美国航天员史考特.凯利提出建议，说他和同卵双胞胎兄弟马克可以作为测试对象，用以探索长期太空飞行对健康的影响时，美国航天总署（NASA）立刻抓住了这个机会。

一项前所未有的研究于焉诞生：史考特将远行到国际太空站，在那里停留一整年，在微重力环境中一边工作、一边过着航天员的生活。同时，在地球上的马克将作为遗传完全相同的地面对照组，一边工作一边过着没有被绑住的典型平民生活。

这项实验从2015年3月27日进行到2016年3月2日。在这一年之前、一年期间和一年结束以后，有一组跨领域的科学家团队，持续透过分子、生理与行为角度研究他们两人。研究团队的发现于4月12日发表于《科学》期刊上，替未来航行到月球、火星以及更远之处的载人太空任务，提供了相当范围的见解。

太空旅行是否让史考特.凯利的身体产生了某些永久性的改变？如果人类真的想长期离开地球生活，是不是注定完蛋？这篇文章都有解答。

史考特待在太空的那一年，身体上发生了什么变化？

当史考特在国际太空站上的时候，整体健康状况维持得相当不错。但根据他和马克之间的比较，科学家的确是观察到了一些小变化。

其中一项差异跟染色体尖端的「保护盖」，也就是「端粒」（telomeres）有关。这些小小的遗传物质，就是老化与潜在健康危机的生物标记，本篇研究的共同作者，也是科罗拉多州立大学的健康研究人员苏珊.贝利（Susan Bailey）说。史考特在国际太空站上的时候，他的端粒变长了，不过在这个阶段，还很难知道是否可能产生任何影响。

学者也发现了一些异常状况，像是史考特的某些染色体发生了倒位与转位的状况，他的DNA出现了一些损伤，基因表现也有变化。除了这些遗传上的影响以外，史考特的视网膜和颈动脉都有增厚的情况，肠道的微生物群系也跟他在地球上的双胞胎不太一样了。

当他返回地球时，是否一切都恢复正常了？

并不完全是。史考特有90%以上的基因都恢复到正常表现的程度，但有些小改变依旧。他回来之后，变长的端粒大部分都很快地恢复到一般的长度，可是有一些却变得比去太空站之前更短。这种变短的状况可能有重要性，值得继续在其他航天员身上进行研究，贝莉在电邮中表示：「因为端粒变短跟生育力下降有关。」其他相关的还有失智、心血管疾病和某些癌症。

但话说回来，曾获诺贝尔奖的分子生物学家的卡萝.格莱德（Carol Greider）提醒，这不见得能证明什么。「因为在地球上进行的双胞胎研究，也没探讨过端粒长度的相关性与波动有何影响，」她在电邮中写说：「所以无法预期会有什么发现。」格莱德并未参与这项研究。

有些染色体的倒位也没有恢复，贝利说：「这可能会造成基因体不稳定，可能因此增加了癌症的风险。」研究人员也注意到史考特回到地球的几个月里，认知技巧方面有持续减退的现象。

「是没有继续变得更糟糕，但也没有变得比较好，」这项研究的共同作者，宾州大学睡眠与精神病学系的马提亚斯.巴斯纳（Matthias Basner）说。

这是否代表在太空待一年会让你生病或变得比较不聪明？

当然不是。首先，整个研究团队就特别强调这项研究的缺点，就是样本数过少。

「最大的警讯就是，这个研究的n只有1。」巴斯纳这么说。他说的n，指的是科学家用来代表研究样本数或参与者数目的缩写。「如果你把马克也算进去，那顶多只能说是n=2。」在没有研究更多测试对象之前，是不可能确定发生在史考特身上的这些健康状况，是因为他个人独有的体质，还是大致上能代表大多数处于类似状况下的人。

「由于出现的持续性改变都非常小，因此在把这些改变归咎于太空飞行、甚至说跟正常变异不同之前，都必须先在更多航天员身上也看到这些状况。」这项研究的共同作者，约翰霍普金斯大学的安迪.范伯格（Andy Feinberg）说。

这项研究是否有其他的局限？

即使这项研究对于长期太空飞行的潜在风险，带来了一些耐人寻味的见解，但并没有办法为我们解答，当航天员前往火星执行任务的途中会面临什么问题。部分原因在于，国际太空站其实并不在外层空间，而是在低地球轨道上，还是在地球磁场范围里，所以并不会受到危害最大的宇宙辐射所影响。

而且，要协调这种整体性研究的物流安排，其实极为困难。研究人员需要新鲜的血液样本做分析，在太空中的史考特就必须在货船定期抵达国际太空站的日子里抽血，才能让血液样本跟着货船出发送回俄罗斯，再迅速送往地球上的各个实验室。

另一项挑战，是每次采样的血量都很小，范伯格说这也限制了研究的范畴。

「因为种种原因，我们能从史考特身上抽取的血量，比小朋友住院时能抽的血还少。」他在新闻稿中说。「有些是后勤因素，有些则纯粹是考虑到他的安全。」

所以，若是想知道太空旅行的真正风险，需要付出什么代价？

为了继续了解长期太空旅行对人体的影响，NASA正计划未来在国际太空站执行为期一年的任务，也要进行更多在地球上的研究。理想上，未来的这项研究将涵盖在低地球轨道以外区域作业的航天员，像是月球或是更深入太空的地方。研究团队也希望能训练未来的航天员，让他们在出太空任务时具备处理自己DNA样本的能力与科技。

而且如果这些未来的航天员中刚好也有一对双胞胎的话，也没什么不好的。