一个完美的太空药房长什么样？

药事网 2023-03-01

The following article is from 科学艺术研究中心 Author Troy Farah

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译 as

在太空中，没有人能听到你打喷嚏。但如果一个宇航员真的感染了流感，这可能是个大问题。最近的沃尔格林（美国的连锁药店）离得尚有几百公里远，每一种宇航员在执行太空任务时可能会用到的药物都必须事先打包带上。这使得空间药房的设计极为复杂。

当然，重要的是，太空本身也带来了潜在的医学问题。众所周知，这种极端环境会使人体发生变形，改变液体的流动，减少骨骼质量，等等。微重力也会影响药物的代谢，可能会降低药物的疗效或提高它们的毒性。

尽管60年来人类一直在将个体送入太空，但对于在地球以外药物作用有何不同的研究却少得惊人。虽然太空中的自我治疗很常见，但没有很好的记录下来谁服用了什么，何时服用，以及它有没有起作用。有一些证据表明，某些药物在太空中的功用可能会减弱，辐射甚至会使药物降解，但事实上，专家们并不确定。

“如果你去看医生，基本上他们可以为你做三件事，”法国斯特拉斯堡国际空间大学教授Virginia Wotring博士说道，“他们可以做手术，他们可以建议你改变行为，戒烟或其他什么，或者他们可以给你开药。这意味着（对于太空旅行），医生最好的工具将是药箱……这是值得关注的，宇航员应该知道。”

Dog Hurley和Bob Behnken搭载SpaceX的商用载人“龙”飞船进入国际空间站，成为最近最热门的新闻。

如果NASA宇航员Dog Hurley和Bob Behnken最近在大流行期间为进入国际空间站做的所有精心准备都没有泄露出去，那么宇航员已经遵守了极其严格的健康规则。即使更健康的时期，他们也会在发射前隔离数周。

他们的行为没什么需要改变的。在太空中动手术风险巨大，幸运的是这种事从未发生过。默认情况下，药物治疗是远离这个世界之外的最佳治疗选择，所以这方面的研究不足难免让人生疑。

“我们假设药物在太空中的吸收、分布、代谢和排泄方式基本相同，”Worting说，“这可能不是事实。”

举例来说，2014年的一项研究测量了国际空间站上宇航员的睡眠剥夺状况，以及他们为了休息而服用的药物，比如安必恩品牌的唑吡坦。一些来自哈佛医学院的研究人员发现，宇航员经常到半夜会服用第二剂，可能是因为第一剂没有提供足够的缓解。

但药物的增加可能意味着副作用的风险增加，或者在安必恩的案例中，紧急情况下可能会出现头昏眼花。想象一下，在被“安必恩中毒“时，突然被警报声惊醒，试图做出连贯反应时会是什么情形。

为了更好地了解哪些药物对于长期太空逗留是有效的，Worting设计了一款IOS应用程序，2017年，国际空间站上的6名机组人员自愿使用该程序记录他们的药物使用情况。每次服用，宇航员都会记录下药物名称、剂量、服用后的迹象，以及他们是否认为有效，以及任何副作用。

Wotring和她的合作者、约翰逊航天中心的临床管理员LaRona Smith收集了5766份药物使用记录，比以往所有太空飞行中留下的同类记录加起来还多了大约38倍。“我们期待更多的数据，”她说，“当我们看到有多少数据进来时，我完全惊呆了。”这一结果发表在今年1月的《航空航天医学与人类行为》（Aerospace Medicine and Human Performance）期刊上。

Wotring和Smith发现，平均而言，太空中的药物使用量比地球上多一些。睡眠问题是服用药物最常见的原因，但像布洛芬这样的轻度止痛药也经常被吞服。“大多数药物被认为是部分有效的，”她们写道。

尽管这款app明显存在可用性问题，导致研究提前结束（这里嵌入了苹果snark，一种加密措施），Wotring说NASA正准备采用类似协议，以便能更好地跟踪宇航员的药物需求。在协议被实施之前，还有很多未知数。

“我们知道在太空飞行中人体有生理变化。由于宇航员的生理变化，药物的作用可能是不同的，这是有道理的。”约翰逊航天中心药房部的首席药剂师Tina Bayuse博士在一封电子邮件中说道。她2002年便成为了NASA第一位也是唯一位首席药剂师。

“胃动力的变化可能会影响药物的吸收，液体流动的改变可能影响药物的分布或代谢。任何已知生理变化的结果都可能导致药物产生更多的副作用或降低疗效。”

尽管这已被确定为一个可以进行更多研究的领域，像Wotring和Smith的研究早就开始，但考虑到当今时代的太空雄心，这项工作可能必须更迅速地进行。

亚利桑那州梅奥诊所航天航空医学和前庭研究实验室的合作研究者Rebecca Blue表示，为了全面准备未来的太空飞行，包括前往月球站或火星长途旅行，我们首先需要更多的数据。她认为，我们对太空药物代谢知之甚少的原因，是因为人类还没有冒险去到离地球太远的地方，而且紧缩的预算优先考虑了其他的太空研究。

“当我们去月球或火星的时间越来越长，我们可能没有这种能力供给，或补充库存，”Blue在电话中说道，“突然之间，我们不得不开始考虑这个问题。”

另一个问题是，迄今为止，在太空和药物方面所做的少量研究质量并不高。像Wotring的剂量跟踪实验一样，通常样本很小或缺乏对照。去太空也非常昂贵，因此很难重复实验或收集大量数据。为了解决这个问题，许多研究是在啮齿动物身上或“模拟”环境中进行的，而不是在外层空间的人类志愿者身上进行。

例如，今年4月发表的一项由NASA资助的研究，便试图通过将雄性威斯塔大鼠暴露在X射线辐射下，注射甲基苯丙胺后收集其尿液，模拟药物在太空中的代谢过程。让老鼠吃《绝命毒师》里的玩意儿而不是宇航员实际使用的药物可能听起来很奇怪，但这是医学级的速度，它确实有健康研究上的应用。

更重要的是，人们已经对甲基苯丙胺在大鼠体内的代谢进行了深入研究，这使得追踪这种兴奋剂在体内的运动变得更加容易。

这项研究的主要作者之一Michael Hambuchen博士在一封电子邮件中解释说，一些老鼠受到的辐射量“大约相当于一个人往返火星过程所受到的辐射量”。另一些老鼠的受到的辐射量则相当于“在该星球表面停留10年的往返旅行”，同时使用了未受辐射的老鼠作为对照。

最终结论是，辐射似乎对药物的药代动力学没有任何影响，这对宇航员来说是一个好征兆，他们可能会服用类似的兴奋剂，如阿德拉。但还需要更多的研究来支持。

Hambuchen是马歇尔大学药学院的助理教授，他提到，“这种方法的主要弱点是急性辐射暴露，而不是像人类宇航员那样随着时间推移而逐渐受到辐射。大鼠体内甲基苯丙胺药代动力学的研究和描述好得不可思议……虽然我坚信这项研究中使用甲基苯丙胺作为探针的基本原理是对的，但在NASA的航天处方中用药物重复这项实验可能才是有益的。”

在微重力下结晶的蛋白质通常质量要比地球上生长的蛋白质大，这也是太空医药研究的一个课题。

模拟太空环境也被用于涉及人类的研究。2005年发表在《临床药理学》（Clinical Pharmacology）上的一项研究，描述了在佛罗里达州盖恩斯维尔一家医院模拟微重力作用得情况下，6名患者服用了一种常见的抗生素环丙沙星。

尽管结果表明，在微重力下，药物的组织渗透性可能会受到轻微损害，但与正常重力下的血液样本相比，环丙沙星的血浆浓度“几乎相同”。换句话说，这并不是一个非常令人担忧的区别。

为了让这些志愿者感觉自己身处太空，研究人员使用了一种广泛使用的技术，称为抗立位卧床休息（ABR）。ABR的工作方式非常简单：患者数日甚至数周躺在病床上，头朝下，角度为6°-12°（有趣！）。当然，这会把液体从腿上冲向大脑，也是太空中常有的事。

不过，尽管2016年《应用生理学》（Applied Physiology）期刊的一篇评论曾强调了这种实验设计的优势，但它指出，ABR“可能不是真正的太空飞行模拟”。

“当我们暴露在正常的地球引力下时，无论你是站着还是坐着，你体内的液体都会被往下拽。”Blue解释说，“然而，当你进入微重力环境时——我们称之为重力梯度——它会将液体拉向你在动的腿脚。因此，液体重新分布。”

这听起来令人担忧，但并不危及生命。宇航员的身体最终会适应微重力，这是一种被称为“太空正常”的模糊条件。然而，我们还不能完全确定这种液体重新分布是否会改变身体吸收药物的方式，更不用说其他与太空有关的变量，如辐射、扰乱昼夜节律或动脉壁增厚会带来什么改变。

“和在地球上有明显的不同，但不一定有什么不好的地方。对太空来说这样是正常的。” Wotring说。但她指出，航空药理学家必须解释这一变化。“我们所担心的一个问题是，如果你的血容量有任何显著的变化，那么，需要改变药物的剂量吗？我们不清楚。”

Blue还指出，仅仅自己服用药物并不是没有风险的。“当我们对太空飞行没有一个完美的模拟或完美的能力进行专门的控制研究时，很难理清现实。”。

视觉损伤颅内压综合征被认为是航天航空相关的主要健康风险，NASA宇航员Karen Nyberg在国际空间站上用眼底镜检查她的眼睛。

那么在这一切之后，你如何决定在前往土星之前装上什么药物呢？自1977年以来，世界卫生组织提供了一份“基本药物”清单，里面的药物数量持续增长，旨在满足任何人口最重要的健康需求。它为发展中国家提供了一个很好的指南，让他们知道应该储备什么。但目前的统计是433种药物，你不能把这些都带上太空船，因为增加的重量会带来麻烦。

NASA已经缩小了他们这份药典的涵盖范围。Bayuse说：“在很大程度上，我们为当前任务准备的药物是针对诸如充血、头痛或晕车等常见问题的。所需的药物占地面积较小，不需要特殊储存，或可覆盖多种症状，是纳入医疗包考虑的部分条件。”

如果一种药物需要更高的给药频率来治疗一个症状，比如说，一天三次，而同一级别的另一种药物每天只需一次，那么NASA会考虑服用更少的药物。

2016年NASA的一份《信息自由法》（FOIA）请求披露了国际空间站上医药柜里的一些东西。当然，咖啡因起作用，但用于治疗嗜睡症的警觉药莫达非尼也起作用。如果你需要帮助入眠，有褪黑激素和安眠药。

如果你有排泄困难，有大便软化剂乐可舒，和用于排尿的坦索罗辛，如果你需要相反的帮助，那么有止泻药伊莫迪。为了治疗胃病，有水杨酸铋，奥美拉挫，以及还有其他一些治疗恶心和高原病的药物。

对于过敏，有艾来锭，苯那君，开瑞坦，还有肾上腺素笔和伪麻黄碱，一种减充血剂。对于疼痛，从对扑热息痛到氢可酮，到阿司匹林到氯胺酮，无所不包，更不用说像利多卡因这样的局部麻醉药了。有一整套抗生素，从阿奇霉素到妥布霉素，再加上伐昔洛韦，用于治疗疱疹病毒。

别忘了沙丁胺醇吸入器、眼药水、抗真菌药片、清除耳垢的过氧化脲滴耳液、几类类固醇和激素，还有治疗癫痫、高血压的药物。甚至还有精神健康药，包括舍曲林和怡诺思等抗抑郁药，以及治疗焦虑症的安定。

不过，所有这些都只是为国际空间站上的小机组人员准备的。这个名单可能会随着时间更长的登月任务而改变。NASA已经在考虑增加或取消什么。Bayuse说：“探测任务已经并将要求我们重新评估未来医疗装备的组成部分。”。

《火星救援》中，孤身一人滞留在火星表面的主人公不得不面临自己给自己治疗的选择。

更长的飞行任务给药物在太空中的效用带来了更多变数，包括更快的失效。Wotring说：“通常，我们购买的产品和经FDA或同等欧洲机构批准的产品都有24个月的保质期。不幸是，到达火星大约需要36个月，这可能是一个重大问题。宇航员们没可能在途中得到一批新的维可定。

“由于太空飞行环境的影响，药物的稳定性在很大程度上是未知的。有一些证据表明，某些药物可能会在制造商列出的有效期之前（在太空中）降解。不妙的是，这类研究凸显了一些问题，例如没有地面对照来比较结果，混淆变量和样本量有限阻碍了结果的再现性。”

Wotring补充说：“目前，我们还没有足够的数据来充分说明这些结果意味着什么，如果有了的话，还需要知道宇航员的护理该如何做出调整。”。

如果一些药物降解了，变得毫无用处，这可能还是好的情况。其他情况下，降解药物会产生化学物质达到有毒浓度。“四环素类抗生素是这方面的典型代表，”Wotring说。四环素类抗生素被用来治疗从梅毒到疟疾到炭疽感染。

但据过去几十年的研究，四环素类药物过期后，似乎会降解成导致肾功能衰竭的化学物质。（多西环素是国际空间站上使用的一种四环素抗生素。其他的抗生素，如阿莫西林，可能没有这个问题。）

如果储存正确，一些药物可以使用数年，甚至在过期后数十年。但太空是一个不同的环境，一些早期证据表明，在远离地球的地方，衰变速度更快。2011年美国药物科学家协会发表了一份分析报告，对国际空间站储存了28个月的35种药物进行了检查。这些药物有不同的形式，包括药丸、药膏和液体，研究人员还使用地面对照来确保准确性。