《Acta Astronautica》：From dust we came, to dust we shall return: A scoping review evaluating the respiratory hazards of lunar dust exposure
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摘要未来在月球表面的长期作业将增加宇航员接触月球尘埃的风险。月球尘埃通常指那些粒径小于20微米的月球风化层颗粒。具有毒理学意义的成分包括钙铝硅酸盐以及含有活性纳米金属铁的玄武岩衍生颗粒。本综述研究了月球尘埃可能对宇航员呼吸系统健康造成的影响。研究人员在OVID Embase、OV
摘要
未来在月球表面的长期作业将增加宇航员接触月球尘埃的风险。月球尘埃通常指那些粒径小于20微米的月球风化层颗粒。具有毒理学意义的成分包括钙铝硅酸盐以及含有活性纳米金属铁的玄武岩衍生颗粒。
本综述研究了月球尘埃可能对宇航员呼吸系统健康造成的影响。研究人员在OVID Embase、OVID MEDLINE以及NASA技术报告服务器中，使用了与月球尘埃、月球风化层、呼吸生理学、吸入暴露及毒理损伤相关的术语进行检索。在筛选出的369篇文献中，有71篇被纳入研究范围。
相关研究内容被归纳为四个主题：月球尘埃与表面特性；呼吸生理学与毒理反应；暴露预防与缓解措施；以及暴露后的治疗策略。现有研究表明，可吸入的月球尘埃可能引发炎症、氧化反应和纤维化反应。不过，将这些研究结果应用到宇航员实际暴露场景中仍存在不确定性，目前的文献多以啮齿动物实验和体外研究为主，缺乏长期跟踪数据。预防策略主要集中在避免接触尘埃上，虽然有一些技术性应对方法被提出，但尚未在类似任务的环境中经过测试。暴露后的治疗策略大多仍处于理论阶段，通常是从地球上的炎症性或纤维化肺病中推导而来。伦理限制以及获取月球尘埃的困难，也制约了当前及未来研究的可行范围。未来的研究应优先考虑：基于实际职业风险确定安全的暴露水平，以及在任务现场测试和开发相应的缓解策略。此外，开展合作对于制定暴露标准以及验证缓解措施至关重要。
引言
在载人登月任务中，接触月球尘埃始终是关乎宇航员呼吸系统健康的重要问题。在阿波罗计划期间，执行过月球表面出舱活动的宇航员返回时身上都沾满了细小的尘埃。早期的报告指出，这些尘埃会引发眼睛和上呼吸道的急性刺激症状，但当时人们并未将尘埃暴露对健康的危害视为任务中的重点问题[1]、[2]。
近年来，通过对月球尘埃模拟物以及阿波罗任务收集的样本的研究，人们发现月球尘埃的粒径、形态、表面活性以及矿物组成等因素，都可能对其造成的肺部危害产生重要影响。由于未来的任务可能会涉及更长时间的表面驻留以及更频繁的出舱活动，因此月球尘埃带来的呼吸系统风险仍是实现持续月球作业的巨大障碍。
本综述旨在探讨如何保护未来登月任务中的宇航员呼吸系统健康，其中包括阿耳忒弥斯计划以及计划中的长期月球表面作业。随着人类在月球上的活动日益增多，有必要对现有文献进行深入分析，以此明确现有研究证据的临床意义、方法学局限性以及实际应用价值。我们汇总了71项研究的结果，这些研究涵盖了实验研究、实际任务应用以及临床研究等多个领域。
本研究主要分析了四个方面：（1）月球尘埃的物理化学性质及其模拟物的有效性；（2）关于月球尘埃的肺毒性机制以及暴露-反应关系的研究空白；（3）暴露的预防与缓解措施；（4）暴露后的治疗策略。
章节节选
搜索策略与研究选择
本综述的撰写遵循了PRISMA-ScR指南的相关要求。目前尚未提前注册任何正式的综述研究方案。
从研究开始到2026年1月14日，研究人员在OVID Embase、OVID MEDLINE以及NASA技术报告服务器中，使用了与月球尘埃、月球风化层、呼吸生理学、吸入暴露及毒理损伤相关的术语进行检索。文献筛选过程如图1所示。只有英文文献符合研究要求。
月球表面成分与尘埃形成
据估计，每年约有106公斤的微流星体与月球表面发生碰撞，这些碰撞会促使月球表面物质发生粉碎、熔化以及化学变化，从而形成月球风化层[4]、[5]、[6]、[7]。月球风化层包含多种不同粒径的颗粒，其中就包括粒径小于20微米的月球尘埃颗粒[3]、[5]、[8]。因此，尘埃的成分不仅关系到吸入危害的评估，也对用于地球上的月球尘埃模拟物的研发具有重要意义。
颗粒沉积与上皮屏障的相互作用
一旦被吸入，可吸入的月球尘埃可能会到达远端的气道和肺泡，而肺泡中的上皮细胞以及驻留的巨噬细胞则负责维持屏障功能、清除颗粒物质并释放炎症信号[32]。面对吸入的颗粒物，气道上皮细胞会释放出各种促炎细胞因子和趋化因子，比如IL-8/CXCL8，这些因子会促进中性粒细胞等炎症细胞的募集与活化[33]、[34]。
上皮细胞的应激反应
通过支气管（BEAS-2B细胞）和肺泡细胞进行的体外研究显示
登月任务中的尘埃暴露问题
阿波罗计划期间的经验表明，要保持月球服和生活舱内没有尘埃实际上是非常困难的[8]、[45]、[46]。当时的宇航服过滤系统无法完全阻挡尘埃颗粒，尽管宇航员试图清除尘埃，但有记录显示，舱内仍然存在可见的尘埃，而且还有类似过敏的反应出现[46]。2006年的一份总结报告指出，舱内污染的主要来源就是从月球表面带入的尘埃。
暴露后的治疗策略
目前针对月球尘埃引发的呼吸系统损伤所采用的药物治疗方法，尚未在人类身上、真实的月球尘埃动物模型中，或是类似任务环境的慢性暴露条件下得到过验证。现有的治疗依据主要来自地球上的矽肺病、炎症性肺病以及实验性的纤维化模型，而非直接针对月球尘埃的研究。因此，这类证据的实用价值较低，目前仅可作为提出假设的参考，而无法直接用于实际治疗。
方法学局限性
本综述存在一定的方法学局限性。由于检索范围仅限于英文文献以及部分特定数据库，因此可能遗漏了一些重要的非英文研究报告、技术文档以及其他国家航天机构制定的暴露标准。考虑到中国、俄罗斯以及欧洲在月球研究方面的贡献，包括他们从各类任务中获得的月球土壤和风化层数据，语言限制无疑进一步影响了研究的全面性。
结论
减少宇航员在月球任务中接触月球尘埃，对于保障他们的安全具有重要意义。月球尘埃具有特定的物理化学性质，可通过引发氧化应激、炎症反应以及影响黏液纤毛清除功能，对宇航员的呼吸系统造成危害。低重力环境还会改变气溶胶的扩散规律，使得颗粒更容易在肺部沉积，进而延长其在肺部的停留时间。目前，关于长期尘埃暴露与健康影响之间的剂量-反应关系，仍然缺乏清晰的研究结果。
CRediT作者贡献说明
Shayan Khan：文献综述与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法设计、研究实施、数据整理、概念构建。Piriyanga Saravanan：文献综述与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法设计、研究实施、数据整理、概念构建。Isla Pearce-Menzies：文献综述与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法设计、研究实施、数据整理、概念构建。Pankaj Bhavsar：文献综述与编辑，
利益冲突声明
所有作者均声明，自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关联或个人关系。
资金支持
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织所提供的任何专项资助。
利益冲突声明
? 所有作者均声明，自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关联或个人关系。
致谢
我们要特别感谢我们的项目导师Thais Russomano教授，她在本文的撰写和修改过程中给予了我们持续的指导、鼓励和支持。同时，我们也感谢Pankaj Bhavsar博士提供的专业建议与帮助。最后，我们还要感谢伦敦帝国学院远程医学系的鼎力支持。
Lila Salaria|Isla Pearce-Menzies|Aarna Mishra|Shayan Khan|Piriyanga Saravanan|Pankaj Bhavsar|Thais Russomano
英国伦敦SW3 6LY，伦敦帝国学院国家心肺研究所，Guy Scadding大楼，Dovehouse街
