氢气对慢阻肺的治疗作用的研究

年有学者首次提出氢气通过消除活性氧自由基毒性发挥抗氧化应激作用，可能成为一种新型有效的COPD治疗方法，但缺乏有力的研究证据。

目前认为COPD的主要原因之一是吸烟，因而多数前沿研究均使用被动吸烟法建立COPD模型。年有人利用腹腔注射富氢盐水改善了香烟诱导的大鼠气道黏液分泌和气道上皮损伤，对烟雾暴露的大鼠肺具有保护作用，这种保护作用可能通过氢对自由基的清除能力实现，证明腹腔注射富氢盐水可以保护大鼠气道免受烟雾暴露损伤，并指出它可能有助于COPD异常气道黏液产生的治疗。

耿文叶等利用被动吸烟法建立大鼠COPD模型，随后给予氢氧混合气(33.3%O2+66.7%_H2)治疗，检测动物体重、身长变化，肺功能、血清及肺组织中的炎症因子水平，并观察肺组织学形态。结果提示氢气治疗组大鼠的体重、身长较COPD模型组明显增加；COPD模型组动物肺气道阻力明显增加，潮气量和肺顺应性明显降低，氢气治疗组中肺气道阻力、潮气量和肺顺应性较烟熏模型组均有明显改善；肺组织病理可见肺泡面积/_肺实质面积比值，烟熏模型组明显高于正常组，氢气治疗组虽高于正常组，但较烟熏模型组明显降低；血清及肺组织内MDA，TNF-α，IL-1β水平提示氢气对其升高具有明显的抑制作用。该项研究初步证明吸入性氢气可治疗单纯烟雾引起的COPD大鼠模型。Liu等给予香烟诱导的COPD模型大鼠腹腔注射富氢生理盐水，不仅证实了氢对COPD模型大鼠具有保护作用，更进一步探讨了其发挥保护作用的潜在机制，富氢水可能通过减少气管内过多的黏液分泌，改善肺功能，减少氧化应激作用，从而减轻肺部炎症，缓解肺部形态学损伤。Lu等通过烟熏建立COPD小鼠模型，给予COPD小鼠雾化吸入氢气后，小鼠模型气道黏液产生减少，肺功能得到改善，消除了慢性支气管炎和小鼠气道的重塑，抑制了小鼠烟雾诱导的COPD发展，不仅提示吸入氢气具有抗炎和抗氧化作用，而且提出氢气的抗炎作用可能与ERK1/2和NF-κB依赖性炎症反应减少有关，证明了氢气对小鼠COPD模型的有益作用。

有一篇氢气治疗慢阻肺的文章，文章介绍广州医科大学呼吸病研究所郑则广教授课题组发表在JThoracDis上的关于氢气吸入对小鼠慢阻肺治疗效果的研究论文。

研究表明，氢气是一种生理调节气体，具有抗炎症、抗氧化、抗细胞凋亡和信号调节作用。氢气能和羟基自由基直接发生反应，这可能是氢气产生抗氧化抗炎症的基础。临床试验结果提示，氢气可能对脑缺血、尿毒症、糖尿病、代谢综合征、皮肤病、褥疮、癌症、类风湿关节炎、癌症放射和化学治疗副作用、线粒体鸡肉病、帕金森病、老年性痴呆等具有治疗作用。

吸入氢气或饮用氢水能有效预防动物吸入高浓度氧气、机械通气、缺血再灌注和脓毒症等类型的肺损伤。氢盐注射水对香烟烟雾诱导的呼吸道黏液分泌增加，氢水饮用对烟雾诱导的呼吸道重构和黏液分泌也具有抑制作用。氢气吸入能降低烟雾诱导的大鼠肺炎症反应，高浓度氢气表现出更强的效果。这些研究结果强烈提示，氢气治疗对慢阻肺可能有效果。

最新这一研究中，作者首次使用香烟烟雾诱导小鼠模型，评估氢气吸入对慢阻肺发展的影响。在效应评估基础上，进一步分析了和炎症相关的重要信号调节分子ERK1/2和NF-κB及通路。并对过氧化氢诱导的人类呼吸道上皮细胞的炎症反应进行氢气干预效应分析。

该论文创新点：小鼠慢阻肺动物模型，氢气高浓度吸入。

关键研究结果：

图1氢气吸入对吸烟小鼠肺功能的影响。A小鼠暴露烟雾90天，吸入42%的氢气治疗，对照组不吸入氢气，对肺功能进行评估。B,C,D,E,F,G分别为不同肺功能指标。看图的关键是，第一条图是正常动物，第二条图是抽烟小鼠，第三条是抽烟经过吸入氢气治疗的结果。

图2A是肺组织的病理切片，B是支气管的病理切片。结果显示出慢阻肺动物支气管管壁变厚，氢气吸入组接近正常。这个结果是从形态上说明氢气的治疗效果。

图3肺冲洗液指标分析。这是肺损伤研究的特定指标，结果显示氢气吸入对这些指标都具有显著缓解作用，支持氢气对慢阻肺的治疗效果。

图4氢气对人呼吸道上皮氧化损伤的保护作用。第一张图代表氢气浓度分析，后续结果分别是细胞存活和炎症因子分泌情况。

图5westernblot分析信号蛋白含量的结果。氢气能降低两种炎症信号分子含量，这个结果能在分子水平上解释氢气治疗为什么会减少炎症反应。

研究结论：

吸入高浓度氢气对抽烟导致小鼠肺气肿、慢性支气管炎、小气道重构和肺功能下降都有改善作用。这种保护作用是由于氢气具有抗炎、抗氧化作用。ERK1/2和NF-κB信号通路抑制作用可能与氢气的抗炎症作用有关。

文章指出：本研究为进一步研究氢气治疗慢阻肺的基础和临床研究提供了前期基础。虽然这一研究证明氢气对小鼠慢阻肺有治疗效果，但氢气对人类慢阻肺的效应仍然需要临床试验结果。

那接下来我们钟南山院士开展的临床实验：

钟南山团队研究发现，氢氧混合气可改善慢阻肺急性加重期症状

钟南山院士团队开展氢氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾病引起的急性加重期的临床试验，发现氢氧疗法优于氧疗法对慢性阻塞性肺疾病患者具有可接受的安全性和耐受性。相关论文5月13日在英国《RespiratoryResearch》（呼吸研究）杂志上发表，这一研究论文的通讯作者之一为钟南山院士。

氢气医学虽然有14年的发现历史，人体试验研究论文也超过篇，但过去并没有非常高质量的临床研究证据，所谓高质量一般是指多中心双盲对照临床试验。这篇来自中国著名学者钟南山院士团队的研究论文正式发表，正式宣告氢气医学迈向高水平临床研究。

慢性阻塞性肺疾病（CPOD）是以小支气管阻塞性通气障碍为特征的肺部疾病。严重的呼吸困难和急性加重期是该疾病死亡率的主要原因。目前应用支气管扩张药物、无创通气和氧疗是改善症状和减缓疾病进展的重要方式。

前期大量的研究证明，氢分子具有抗炎、抗氧化、快速扩散的特点。广州医院呼吸疾病与危重病医学科，呼吸疾病国家重点实验室，国家呼吸疾病临床研究中心，广州市呼吸卫生研究所开展研究探讨氢氧混合气在改善慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者症状方面是否优于氧。就是和吸氧比较，氢氧混合吸入是否效果更好，由于对照为氧气吸入，其目的是确定氢气是否能发挥作用。

实验选取干预人群为40岁及以上，呼吸困难、咳嗽和痰量表得分至少为6分的患者。受试者的1秒用力呼气容积小于80%，呼气容积/用力肺活量小于70%。出现慢性阻塞性肺疾病急性加重期（至少连续2天内至少两种主要COPD症状(喘息、咳痰或痰脓)或一种主要COPD症状加上至少一种次要COPD症状（发热、呼吸频率和心率增加、咳嗽、喘息性啰音等）。

实验干预方式为以1:1的比例将受试者随机分配至试验组和对照组，试验组接收氢氧气雾化机（产气量为3L/min，H：O=66.66%:33.33%）的辅助治疗；对照组接收医用制氧机（产气量为3L/min，N：O=66.66%:33.33%）的辅助治疗；两组的治疗周期为7天。

实验选用的氢氧雾化机，每分钟能为患者提供1公升氧气和2公升的氢气（H2:O2=66.6%:33.3%）。

研究结果表明：用呼吸困难、咳嗽和痰液这三种表现的综合评分进行比较，氢氧混合气吸入的效果比单纯吸氧效果好。结果提示，氢气对慢性阻塞性肺疾病急性加重有治疗作用。

与单独氧气治疗相比，吸入氢/氧混合气可显著改善COPD急性发作的症状（包括呼吸困难、咳嗽和咳痰），有可能作为慢性阻塞性肺疾病急性加重期的一种替代紧急治疗方法。这是第一次应用氢/氧混合气治疗COPD急性加重的临床试验，为探究氢氧混合气的作用机制和临床应用提供了有力的证据。

文章中提到，从安全性和有效性的角度来看，慢阻肺急性加重患者可安全地吸入氢氧气物化机产生的氢氧气缓解症状；文章预测，氢氧疗法可能是家庭长期氧疗的替代方法。

氢气治疗慢阻肺的展望

COPD虽是慢性、需长期干预的疾病，但是大量研究表明氢气对于COPD具有一定的预防、治疗、延缓病情加重的作用。氢气作为一种天然小分子，相对容易获取，且易于通过呼吸通路到达肺底部。另外，依赖于气体的高度扩散性，氢气可以自由扩散到细胞内，作用于线粒体、溶酶体、细胞核等细胞内结构，从而更好地发挥抗氧化、抗DNA损伤、调节基因表达、调节信号转导通路的作用。

就目前来说，氢气的生物学机制仍然需要进一步探索，氢气对COPD的作用机制、抗炎抗氧化、抗凋亡、信号转导、作用靶点等之间的相互作用、相关联系等问题仍不是很明确，虽然目前有基础研究在探索氢气对COPD大鼠模型的治疗作用，但对氢气的给予方式、浓度、流量、时间、次数无明确量度，缺乏系统性、完整性和规范性，临床研究更是少之又少，我们应继续探索氢气对治疗COPD的机制、最佳应用方案、治疗疗效和长期使用的效果，并将氢气治疗动物实验成果更好地转化应用于临床治疗。氢气作为COPD的一种新的治疗手段，将为COPD患者带来新的希望。

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