史無前例的同卵雙胞胎研究！如果雙胞胎弟弟上太空一年，會和哥哥有什麼不一樣？

藉由比較史考特．凱利（Scott Kelly）和他身在地球上的雙胞胎兄弟，科學家開始慢慢了解，當人類長時間停留在太空中時，在遺傳、身體與認知方面可能會需要付出什麼樣的代價。

太空人史考特．凱利（右）在準備前往國際太空站執行為期一年的任務之前，和他的雙胞胎兄弟前太空人馬克．凱利（Mark Kelly）一起出席一項宣傳活動。PHOTOGRAPH BY ROBERT MARKOWITZ, NASA

醫學研究最喜歡同卵雙胞胎了，因為無論是身體或遺傳組成都幾乎完美匹配，使得雙胞胎擁有理想條件，正適合在研究人類對環境改變的反應時，作為對照和比較。而當雙胞胎兩人都剛好是太空人的時候，那就像找到了研究的金礦。正因如此，當美國太空人史考特．凱利提出建議，說他和同卵雙胞胎兄弟馬克可以作為測試對象，用以探索長期太空飛行對健康的影響時，美國航太總署（NASA）立刻抓住了這個機會。

一項前所未有的研究於焉誕生：史考特將遠行到國際太空站，在那裡停留一整年，在微重力環境中一邊工作、一邊過著太空人的生活。同時，在地球上的馬克將作為遺傳完全相同的地面對照組，一邊工作一邊過著沒有被綁住的典型平民生活。

↑↑↑↑↑傑佛瑞．威廉斯（Jeffery Williams）曾在太空中待了534天。這個號稱全世界最邊緣的男人有了什麼樣的體悟，他在這支影片中告訴大家。

這項實驗從2015年3月27日進行到2016年3月2日。在這一年之前、一年期間和一年結束以後，有一組跨領域的科學家團隊，持續透過分子、生理與行為角度研究他們兩人。研究團隊的發現於4月12日發表於《科學》期刊上，替未來航行到月球、火星以及更遠之處的載人太空任務，提供了相當範圍的見解。

太空旅行是否讓史考特．凱利的身體產生了某些永久性的改變？如果人類真的想長期離開地球生活，是不是注定完蛋？這篇文章都有解答。

史考特待在太空的那一年，身體上發生了什麼變化？

2011年，太空人史考特．凱利在國際太空站停留了六個月後返回地球，降落在哈薩克的阿爾卡雷克（Arkalyk）附近。他搭上俄羅斯的搜救直升機，望著窗外，準備出發前往兩小時路程外的庫斯塔奈（Kustanay）。PHOTOGRAPH BY BILL INGALLS, NASA

當史考特在國際太空站上的時候，整體健康狀況維持得相當不錯。但根據他和馬克之間的比較，科學家的確是觀察到了一些小變化。

其中一項差異跟染色體尖端的「保護蓋」，也就是「端粒」（telomeres）有關。這些小小的遺傳物質，就是老化與潛在健康危機的生物標記，本篇研究的共同作者，也是科羅拉多州立大學的健康研究人員蘇珊．貝利（Susan Bailey）說。史考特在國際太空站上的時候，他的端粒變長了，不過在這個階段，還很難知道是否可能產生任何影響。

學者也發現了一些異常狀況，像是史考特的某些染色體發生了倒位與轉位的狀況，他的DNA出現了一些損傷，基因表現也有變化。除了這些遺傳上的影響以外，史考特的視網膜和頸動脈都有增厚的情況，腸道的微生物群系也跟他在地球上的雙胞胎不太一樣了。

史考特．凱利在2010年的地表訓練中，身著艙外行動裝置（Extravehicular Mobility Unit，簡稱EMU）。PHOTOGRAPH BY MARK SOWA, NASA

當他返回地球時，是否一切都恢復正常了？

並不完全是。史考特有90%以上的基因都恢復到正常表現的程度，但有些小改變依舊。他回來之後，變長的端粒大部分都很快地恢復到一般的長度，可是有一些卻變得比去太空站之前更短。這種變短的狀況可能有重要性，值得繼續在其他太空人身上進行研究，貝莉在電郵中表示：「因為端粒變短跟生育力下降有關。」其他相關的還有失智、心血管疾病和某些癌症。

但話說回來，曾獲諾貝爾獎的分子生物學家的卡蘿．格萊德（Carol Greider）提醒，這不見得能證明什麼。「因為在地球上進行的雙胞胎研究，也沒探討過端粒長度的相關性與波動有何影響，」她在電郵中寫說：「所以無法預期會有什麼發現。」格萊德並未參與這項研究。

有些染色體的倒位也沒有恢復，貝利說：「這可能會造成基因體不穩定，可能因此增加了癌症的風險。」研究人員也注意到史考特回到地球的幾個月裡，認知技巧方面有持續減退的現象。

「是沒有繼續變得更糟糕，但也沒有變得比較好，」這項研究的共同作者，賓州大學睡眠與精神病學系的馬提亞斯．巴斯納（Matthias Basner）說。

這是否代表在太空待一年會讓你生病或變得比較不聰明？

當然不是。首先，整個研究團隊就特別強調這項研究的缺點，就是樣本數過少。

「最大的警訊就是，這個研究的n只有1。」巴斯納這麼說。他說的n，指的是科學家用來代表研究樣本數或參與者數目的縮寫。「如果你把馬克也算進去，那頂多只能說是n=2。」在沒有研究更多測試對象之前，是不可能確定發生在史考特身上的這些健康狀況，是因為他個人獨有的體質，還是大致上能代表大多數處於類似狀況下的人。

「由於出現的持續性改變都非常小，因此在把這些改變歸咎於太空飛行、甚至說跟正常變異不同之前，都必須先在更多太空人身上也看到這些狀況。」這項研究的共同作者，約翰霍普金斯大學的安迪．范伯格（Andy Feinberg）說。