NASA宇航员斯科特·凯利最近在太空中度过了一年，而他的同卵双胞胎兄弟马克（他本人也曾是NASA宇航员）则留在地球上。这项任务是一次重要的健康实验的一部分，旨在研究身处太空会如何影响人体。尽管数据仍在接受仔细研究，NASA最近公布了一些引人关注的初步发现。
凯利于2015年3月27日搭乘俄罗斯联盟号火箭升空，同行的还有俄罗斯宇航员根纳季·帕达尔卡和米哈伊尔·科尔尼延科（与凯利一同参加为期一年的任务）。在他驻留国际空间站的340天之前、期间及之后，研究人员从斯科特和马克两人身上采集了大量生物样本。NASA希望通过观察这对在发射时分开的同卵双胞胎之间的分子变化，利用两人生活在地球和太空中的极端环境差异，揭示人体内某些蛋白质和细菌如何受到先天或后天因素的影响。
世界各地的航天机构有一个共同目标：将人类送上火星。火星任务中，乘组人员将离开地球引力环境约三年：先在微重力环境中花约六个月前往火星，随后在火星表面生活和工作一年多，那里重力约为地球重力的三分之一。之后要等行星重新排列，才能踏上为期六个月的返程。为了安全完成这段旅程，必须研发有效的应对措施，以抵御太空极端环境可能对人体造成的影响。
此前的国际空间站任务已发现微重力对人体生理机能造成的许多影响。肌肉，尤其是帮助身体对抗重力、维持姿势的肌肉，会萎缩；骨骼会变得密度更低；颅内压力升高会导致视力受损，而体内血液总量会减少。此外，心脏也会缩小，因为它更容易将血液泵送到大脑；宇宙辐射还可能增加患癌风险。
为了应对这些影响，国际空间站上的宇航员会进行严格的锻炼计划（每天约两小时），并配合严格规划的饮食。
太空飞行中的分子适应
NASA双胞胎研究运用了一个相对较新的领域——组学，即在分子层面研究人体内大量系统。初步发现涉及端粒——端粒常被称为“细胞的滴答时钟”。端粒是位于染色体末端的DNA序列，可保护染色体免遭降解。随着年龄增长，端粒会越来越短。
研究发现，白细胞中的端粒在太空中会变长。人们起初认为，这可能是斯科特增加锻炼并严格控制饮食所致；不过，爱因斯坦提出的时间膨胀效应或许也让宇航员的端粒看似老化得更慢。尽管如此，太空中的血液炎症指标有所上升，返回地球着陆后也依然如此，这可能是斯科特的身体在再入大气层和着陆期间承受了生理压力所致。
研究人员还观察到斯科特的基因表达发生了一些DNA变化。这一发现可能有助于识别特定的环境压力敏感基因，从而帮助我们加以保护。在斯科特任务的后半段，骨形成也有所减少；这种情况更常见于骨质疏松症。
宇航员抵达火星后，必须能够完成体力和认知任务，才能在火星表面的部分重力环境中连续生存数月。他们需要建造自己将要居住的栖息地、维护系统并开展科学研究。了解微重力如何影响宇航员的DNA，有助于研发药物和其他应对措施，防止这些变化并确保宇航员保持健康。
当然，太空探索并不只是为了探索太阳系。全球许多航天机构都希望研究太空如何影响人体，以便改进面向地球患者的医疗干预措施。随着组学应用不断发展，它可能推动个性化医疗。
通过运用这些技术，对医院甚至医生诊所采集的血液样本进行全面分析，医生或许有朝一日能够预测患者是否可能患上某种疾病，并开具预防性药物，从一开始就降低患者患病的可能性。因此，NASA的双胞胎研究发现或有助于我们在地球上活得更长寿、更健康。
