随着通过商业任务进行太空旅行的人数不断增加，了解太空如何影响人体变得更加重要。
由Baylor医学院研究人员领导，并得到太空健康转化研究所（TRISH）支持的一个团队正在这一努力中处于前沿。他们开发并测试了“太空旅行和研究基因组评估”（GENESTAR）手册，这是一份全面的协议，用于从商业太空飞行参与者那里收集、处理和存储生物样本，以支持所有当前和预期的生物和基因组测量。
该团队在《npj Microgravity》上报告称，该协议不仅符合高级分子测试的高质量标准，还特别关注数据隐私、伦理研究和有效样本跟踪。尽管GENESTAR专注于太空，但其发现可能对地球上的医疗保健产生重大影响。
“太空是一个恶劣的环境。微重力、辐射和隔离都会以我们刚开始理解的方式影响身体。GENESTAR旨在通过收集太空旅行者在任务前后的一系列生物样本——如血液、唾液、尿液和粪便——来填补这一知识空白。”Baylor医学院人类基因组测序中心副教授、通讯作者Harsha Doddapaneni博士说。
GENESTAR是Baylor医学院人类基因组测序中心开展的更广泛的“基因组学和太空医学”（Space Omics）项目的一部分。Space Omics涉及一个全面的生物样本收集计划，使用尖端技术来研究体内的基因、蛋白质和其他分子。
“GENESTAR团队制定了标准化程序，以确保不同任务和地点的样本收集一致。这些样本随后使用‘组学’技术——如基因组学（DNA）、转录组学（RNA）、蛋白质组学（蛋白质）和微生物组学（微生物）——进行分析，以揭示太空旅行如何在分子水平上影响身体。”TRISH科学研究主任Rihana S. Bokhari博士说。
“科学家们在太空环境中进行的遗传学研究并不多，因此GENESTAR在这方面迈出了重要的一步。收集组学数据对于理解与太空旅行相关的遗传、生理、细胞和微生物变化至关重要。”
研究人员在2023年5月为期10天的Axiom-2任务中的四名机组成员身上测试了GENESTAR协议。他们在多个时间点收集了超过300个样本：发射前90天、30天和3天，以及返回后的几天，并进行了分析。
“我们对结果非常满意，”Baylor医学院人类基因组测序中心的研究助理、共同第一作者Aparna Krishnavajhala博士说。“我们发现98%的血液样本和超过91%的非血液样本符合高级分子测试的质量标准。此外，该协议包括充分告知参与者他们的样本和数据将如何使用。每个样本都使用两步编码过程匿名化，以保护参与者的身份。”
另一个创新是使用实验室信息管理系统，该系统从收集到分析全程跟踪每个样本。这确保了数据的准确性、安全性和易于与其他研究人员共享。GENESTAR还为参与者提供了获得临床级全基因组测序报告的选项。该报告可以揭示重要的遗传信息，例如某些疾病的易感性或一个人对特定药物的反应。
该项目还有助于建立一个大规模的生物样本库，供世界各地的研究人员用来研究正常和极端环境下的人体生物学。
这项研究除了在太空中有潜在影响外，在地球上也有重要意义。例如，研究由太空旅行中缺乏重力引起的骨质流失的早期分子指标和机制，可能会为地球上老年人骨质流失（也称为骨质疏松症）提供新的见解。这种常见疾病会削弱骨骼，使其更容易骨折。
GENESTAR团队已经在扩展其工作。研究人员已经从第二次任务（Axiom-3）中收集了样本，并正在为更多任务做准备。他们还在探索新的方法，使用小型自操作设备在太空飞行期间收集样本，这可能使宇航员在没有医务人员的情况下在微重力条件下采集血液。
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