航天医学专家告诉记者，在载人航天的飞行过程中，除了受到宇宙辐射的威胁之外，航天员还要面对心血管功能障碍、骨质丢失、肌肉萎缩、免疫功能下降、内分泌功能紊乱、空间运动病等多种生理疾病的考验。不过，值得庆幸的是，经过40多年的努力，我国在保障航天员健康和安全方面已经开始与俄罗斯、美国、法国等先进国家同台竞技。
细胞成角逐中心
近日，记者在绿树环抱的航天医学工程研究所见到了潜心研究航天员健康问题已达十年的李莹辉博士。如今，她已是该所空间细胞分子生物学研究室主任。
在西北长大的李莹辉干练中不乏豪爽之气。她向记者坦言，即将发射的“神舟”六号和已于2003年10月升空的“神舟”五号飞船因为飞行时间较短，所以由空间环境的改变而给航天员带来的困扰还比较少。在短短几天的飞行中，航天员容易在心血管系统、空间运动病等方面产生一些问题，如出现晕厥、面部浮肿、站立能力下降等现象。但是，与未来进行更长期的空间探索时面对的挑战比，这些问题还只是“小菜一碟”。她认为，目前航天医学所面临的最大挑战是，如何在较长的空间飞行期间，针对空间环境因素进行有效的医学防护和对抗，将空间环境对人的影响降低到最小程度。而这一问题同时也是制约人类向更深、更远、更高的外层空间探索的瓶颈因素之一。
实际上，俄罗斯、美国、法国、中国在内的许多国家已经开始围绕“细胞”展开该领域的角逐。李莹辉告诉记者，四十多年的航天实践证实，无论空间环境在航天员生理、病理方面的表现如何，其所有作用都是通过细胞个体、细胞内部及细胞间的相互作用反映出来的。同时，由于整体条件下存在着多种因素相互制约、相互影响的复杂调节过程，难以确定环境因素对组织细胞的直接影响。近年来，人们开始更多地研究这些变化的发生机理，特别是空间环境对细胞、分子及基因表达的影响，涉及细胞结构、功能，增殖、分化，衰老、凋亡，信号传导和基因表达调控等等方面。
“对细胞的研究将成为未来航天医学的核心之一。”李莹辉认为，“除中国外，其他一些航天大国的研究历程也对此做了充分的佐证。”据介绍，在经历了40多年的载人航天医学研究与对抗防护措施应用后，美国、俄罗斯等航天医学领域的先行者认为，必须在基于对空间环境导致的医学问题的细胞、分子损伤本质认识的基础上，才能发展针对性强的有效对抗防护措施。同时，他们还提出，21世纪航天医学发展的重要目标是发展基于细胞分子知识的航天员健康在线监测、在线防护、在线诊断和在线治疗修复的战略和技术。李莹辉兴奋地告诉记者，在这场竞争激烈的角逐中，中国——这位载人航天领域的后来者，并没有落于人后。
第二代空间细胞培养系统SCS II
在航天医学工程研究所一间普通的实验室里，记者看到一个类似小烤箱的盒状装置。李莹辉告诉记者，这是她实验室十几年辛勤工作的结晶——第二代空间细胞培养系统SCS II（Space cell culture system）。别看它貌不惊人，可价值数百万元呢。
据介绍，该系统可以搭载在有人或无人飞行任务以及失重飞机试验中，实现细胞自动培养、细胞图像实时记录、细胞固定以及细胞生长环境监测等多种功能。有了这个“宝盒”，就可以将地面上复杂而庞大的细胞培养实验室浓缩整合于可在空间实施的高科技微型实验室中，为开展空间医学实验研究提供技术平台。
李莹辉告诉了记者一个有趣的故事。在第一届由两国政府进行的“中法空间论坛”期间，法方对中方研制的空间细胞自动培养装置产生了浓厚兴趣。然而，当法方代表团成员参观这台机器的地面样机时，却说出了一连串的“stupid”，这令中方人员大为吃惊。法方代表一再要求工程师讲解得再详细一些，原来他们是在感叹自己的空间实验装置为何没有这样巧妙的设计。明白了原委后，现任载人航天办公室副主任的原所长宿双宁紧锁的眉头顿时化为灿烂的笑容。
李莹辉透露，在接受记者采访后，她就将和同事们携带该设备飞赴法国，与法方进行失重飞机搭载合作研究。此次实验将通过实时重力变化考核这个具有我国自主知识产权的空间医学细胞学实验系统，为其成为国际公共搭载平台做进一步的准备。这也是我国空间实验装备迈向国际空间平台的第一步。
从细胞中破解的密码
一位从事航天医学研究的法国科学家告诉李莹辉，一个在太空中飞行了100天左右的航天员在返回地球15年后，还依然存在骨丢失的情况，而且由此造成的骨骼结构的变化是不可逆转的。近年来的研究还证实，骨丢失甚至会导致肾结石。除此之外，航天员在太空飞行一个月以上，还会造成骨骼肌萎缩、心血管功能障碍、免疫功能下降、内分泌紊乱等多种生理病理问题。
李莹辉告诉记者，针对空间环境导致的上述严重影响航天员身体健康的生理、病理变化，近年来航天医学工程研究所已系统、深入地研究了其变化发生、发展的机理，建立了一系列具有航天医学特点的实验模型和研究方法，实现了利用先进的细胞分子生物学技术对空间实时飞行样品进行分析研究。
由于航天医学研究的特殊针对性（如心肌细胞、成骨细胞、免疫细胞等）和空间医学细胞学实验的复杂性，需要根据不同研究目的、不同飞行时间和某个航天员所表现出的特定生理、病理反应，进行不同信息的采集和提取、样品预处理和保存。目前，航天医学工程研究所已经研制成功对航天员健康状况进行实时监测的原型机，可以在飞行过程中对航天员的血样、尿样和唾液进行分析研究。
李莹辉还告诉记者，针对骨丢失、心血管功能障碍等不同的空间医学问题，航天医学工程研究所还进行了药物、力学刺激等防护措施研究。在药物防护研究中，经过她和同事们的不懈努力，该实验室已筛选出了几种改善心肌细胞功能、提高心肌细胞收缩力和增强成骨细胞活性的药物。这些成果在进一步完善后，将有望用于航天员健康防护，并成为地面相关医学问题的保健药物。另外，该所还初步开发出空间骨丢失对抗仪。该仪器可以通过对腿部的骨骼进行短时间刺激，在地面模拟实验条件下提高骨密度，对抗模拟失重导致的骨丢失。目前进一步的开发工作还在进行当中。
“破解细胞秘密将为航天员在太空中的健康和安全提供更多保障。”李莹辉告诉记者，下一步，她们所关注的焦点将是航天员的重力敏感系统——细胞骨架系统中的分子表达与调控。她们希望，沿着这一线索，能够发现航天医学领域更广阔的天地。