综述：太空生命支持系统中食用昆虫的免疫挑战与病原风险：健康保障策略

这篇综述系统探讨了太空环境（微重力、电离辐射）对食用昆虫（如黄粉虫、家蟋蟀）免疫功能和病原体动态的影响，提出通过环境调控、益生菌干预和生物传感器监测（BLSS）等策略保障昆虫健康，为太空任务和地球应用提供可持续蛋白质解决方案。

　　

引言

随着人类迈向长期太空任务和地外殖民，生物再生生命支持系统（BLSS）成为实现闭环可持续性的核心。食用昆虫凭借高饲料转化率和丰富营养成为BLSS的理想蛋白来源，但太空特有的微重力、电离辐射和微生物暴露限制等因素，显著影响昆虫免疫力和病原体动态。

昆虫免疫：太空健康的基础

昆虫依赖外骨骼屏障和三层免疫防御：黑化反应（pro-PO cascade）、血细胞介导的包囊作用以及抗菌肽（AMPs）如防御素。太空飞行会抑制果蝇的所有免疫反应，凸显BLSS中免疫支持策略的必要性。

太空物理胁迫：微重力与辐射的双重打击

微重力诱导的免疫抑制

太空飞行的果蝇表现出免疫基因广泛下调，吞噬细胞活性降低25%，且热休克蛋白（HSPs）水平升高提示氧化应激。相反，短暂超重力暴露可增强真菌抗性，暗示重力对免疫调节的关键作用。

辐射与病原体的协同效应

50-150 Gy伽马辐射导致棉铃虫黑化酶活性剂量依赖性下降，而宇宙射线可能同时削弱宿主免疫并降低某些病原体（如白僵菌）的存活率，形成复杂互作网络。

病原体动态：高密度养殖的隐形威胁

病毒与细菌风险

家蟋蟀高密度养殖中，Acheta domesticus densovirus（AdDV）和铜绿假单胞菌通过粪便接触和同类相食传播。黄粉虫中新型浓核病毒可致群体崩溃，而沙门氏菌等共生病原体威胁食品安全。

行为免疫的缓冲作用

家蟋蟀通过发热行为抵抗胞内感染，黄粉虫幼虫能规避病原污染粪便。但太空密闭环境可能限制这些自然防御行为，需通过环境富集（如温控分区）弥补。

系统级解决方案：监测与干预

益生菌与微生物组设计

黄粉虫中本土Pediococcus pentosaceus可促进生长，而外源Enterococcus faecium增强抗真菌能力。BLSS需筛选无毒素基因的菌株，并在微重力下验证其安全性。

AI驱动的健康监测

基于qPCR和CRISPR/Cas12a的生物传感器可实时检测病原体，深度学习算法能识别密度胁迫下的行为异常，为自动化调控提供支持。

未来方向

关键空白包括微重力下免疫抑制的分子机制、长期辐射对跨代免疫 priming（TGIP）的影响，以及高密度驱动的毒力进化。整合多组学分析和空间模拟实验将推动健康优化系统的设计。

结语

昆虫健康的维系是太空生态稳定和粮食安全的核心。通过跨学科研究破解环境-宿主-病原体互作密码，方能构建适应深空探索的韧性BLSS。