氫氣是人們非常熟悉的一種氣體，作為一種新能源已經(jīng)受到廣泛的認(rèn)可。自2007年日本學(xué)者在《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表氫氣選擇性抗氧化治療氧化損傷的文章以后，氫氣在植物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床轉(zhuǎn)化研究已經(jīng)成為一個新的研究熱點(diǎn)。作為這一熱點(diǎn)領(lǐng)域的早期參與者，作者認(rèn)為氫氣的巨大應(yīng)用潛力并沒有真正受到重視，在相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面存在許多制約因素。

1.生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
 

氫氣的還原性是氫氣最重要的化學(xué)性質(zhì)，我們在中學(xué)就學(xué)習(xí)過，氫氣可以還原加熱的氧化銅為銅。但是我們許多人并不知道，氫氣還具有非常神奇的生物學(xué)作用，甚至在過去生物學(xué)領(lǐng)域一直認(rèn)為氫氣屬于生理性惰性氣體，也就是說認(rèn)為氫氣是沒有任何生物學(xué)效應(yīng)的氣體。
 

2007年一篇來自日本醫(yī)科大學(xué)的一篇研究報(bào)道徹底改變了學(xué)術(shù)界對氫氣的認(rèn)識，該研究發(fā)現(xiàn)，只需要呼吸2%的氫氣，35分鐘，就可以非常有效地治療腦缺血再灌注損傷。后來該小組又在《生物物理生物化學(xué)通訊》上發(fā)表另一篇報(bào)道，是呼吸氫氣可治療肝臟缺血再灌注損傷。我們采用日本學(xué)者類似的手段，證明呼吸氫氣可以治療新生兒腦缺血缺氧后腦病。日本學(xué)者隨后發(fā)表一篇論文，證明呼吸氫氣可以治療心肌缺血。來自美國著名大學(xué)匹茲堡大學(xué)一個關(guān)于呼吸氫氣治療小腸移植的研究也發(fā)表了。這些文章在2008年發(fā)表后迅速引起國際生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的極大關(guān)注，并迅速形成一股研究熱潮。
 

2.氫氣生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景
 

到現(xiàn)在為止，國際上氫氣生物醫(yī)學(xué)相關(guān)研究論文已經(jīng)接近500篇，平均2天就新增加一篇。日本國防醫(yī)科大學(xué)和美國國家航空航天局都先后把氫氣作為對抗戰(zhàn)傷和太空輻射損傷的潛在手段進(jìn)行系統(tǒng)研究。中國學(xué)者也對此投入極大熱情，僅僅國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目就已經(jīng)達(dá)到25項(xiàng)，總經(jīng)費(fèi)超過一千萬。大量動物實(shí)驗(yàn)和臨床研究證明，氫氣可以治療腦缺血、代謝綜合征、糖尿病、動脈硬化、老年性癡呆、脂肪肝、肝硬化、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、哮喘、尿毒癥、噪聲性耳聾、急性胰腺炎、腫瘤放化療副作用等68種人類重要疾病具有明確或潛在的治療價值。有意思的是，中國南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)者發(fā)現(xiàn)氫氣課題提高植物抗病能力，并提出“氫肥”的新概念。
 

安全無毒的治療手段是人類醫(yī)藥研究的最高理想，氫氣是一種生物安全性極高的氣體，人類呼吸幾十個大氣壓的氫氣都不會產(chǎn)生毒性。而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的氫氣效應(yīng)只是非常小的使用劑量，因此安全性更高。由于現(xiàn)在人類許多疾病缺乏非常理想的手段，例如糖尿病已經(jīng)成為重要流行病，雖然有許多不同策略的治療方法，但隨著病程延長，幾乎所有的糖尿病患者只能越來越嚴(yán)重，心血管、腎臟等嚴(yán)重并發(fā)癥逐漸增加。常規(guī)的臨床治療藥物都存在副作用，長期藥物治療本身也可以導(dǎo)致許多健康問題。作為一種可安全長期使用的治療方法，氫氣治療給一些患者提供一種理想的選擇。另外由于氫氣的化學(xué)穩(wěn)定性比較高，作用時間短，不和其他藥物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，也可以作為一種理想的聯(lián)合治療模式?？傊?，氫氣無論是在促進(jìn)健康和疾病治療，甚至在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面都具有十分巨大的應(yīng)用潛力。
 

3.氫氣生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)對建議
 

氫氣生物學(xué)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)主要有三個方面，一是關(guān)于氫氣生物學(xué)效應(yīng)的分子機(jī)制目前并不十分明確，二是國內(nèi)學(xué)者和普通大眾對生物學(xué)效應(yīng)的進(jìn)展缺乏普遍了解，三是國內(nèi)開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品面臨許多政策上的限制。
 

雖然大量的基礎(chǔ)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氫氣可以通過抗氧化、減少細(xì)胞凋亡、抑制炎癥反應(yīng)、或者調(diào)節(jié)基因表達(dá)間接提高機(jī)體抗氧化，發(fā)揮對各類疾病和損傷的治療作用。但這些本質(zhì)上都屬于效應(yīng)研究，并沒有從分子細(xì)節(jié)上回答氫氣的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制。盡管國內(nèi)有許多學(xué)者參與氫氣生物醫(yī)學(xué)研究，發(fā)表了大量研究論文。但畢竟這一領(lǐng)域至今仍不足十年，許多不直接參與該工作的學(xué)者對這一新進(jìn)展的細(xì)節(jié)并不了解，公眾的了解程度更不盡人意。由于氫氣在醫(yī)學(xué)上沒有可以借鑒的領(lǐng)域，作為一種治療性氣體，目前最有效的方式是通過飲用氫氣飽和水，臨床應(yīng)用可以通過呼吸氫氣氧氣混合氣體和注射氫氣飽和溶液。目前國內(nèi)有許多企業(yè)對開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品有極大的興趣，但大部分都面臨著政策的局限，由于過去國內(nèi)從沒有氫氣飽和水的產(chǎn)品，申請這類產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售大都遇到困難，奇怪的是，從日本進(jìn)口的氫氣水產(chǎn)品卻沒有太多障礙，早在2008年就有日本氫氣水產(chǎn)品登陸中國市場。
 

考慮到這些問題，本人認(rèn)為，在氫氣效應(yīng)分子機(jī)制研究方面，首先應(yīng)該進(jìn)行多學(xué)科合作研究。作為一種小分子氣體，過去生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究經(jīng)驗(yàn)并不太多，其作用模式可能完全不同于許多生物大分子，生物大分子一般是通過表面接觸發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，而氣體分子特別是氫氣可以進(jìn)入其他分子內(nèi)部，這種特殊的特征決定了氫氣的作用方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)比其他生物分子更復(fù)雜。而分析和檢測這些特殊的效應(yīng)需要開發(fā)和利用新的策略和工具，這特別需要物理和化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者參與這一研究課題。其次應(yīng)該重視學(xué)術(shù)交流和科普教育。從事氫氣生物醫(yī)學(xué)研究的學(xué)者，應(yīng)該充分利用各種學(xué)術(shù)交流渠道、網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)宣傳途徑，提高宣傳和教育力度，讓更多生物醫(yī)學(xué)學(xué)者和普通大眾了解氫氣的效應(yīng)本質(zhì)，更好地利用氫氣的效應(yīng)提高健康和治療疾病。再次，盡快成立相關(guān)學(xué)術(shù)委員會和行業(yè)學(xué)會。學(xué)術(shù)組織和行業(yè)協(xié)會在充分調(diào)研基礎(chǔ)上，制定出適合中國相關(guān)規(guī)范，促進(jìn)氫氣健康產(chǎn)品開發(fā)的良性發(fā)展。最后，應(yīng)該開展大規(guī)模的基礎(chǔ)理論和轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究。作為對多種疾病具有潛在治療價值的安全手段，氫氣在生物醫(yī)學(xué)廣泛應(yīng)用將對整個人類的健康帶來無法估量的影響，為了更好地利用氫氣對促進(jìn)健康和治療疾病的作用，衛(wèi)生和科技管理機(jī)構(gòu)應(yīng)該啟動一項(xiàng)重大基礎(chǔ)和應(yīng)用研究項(xiàng)目，促進(jìn)氫氣生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制研究、開發(fā)出安全成熟的產(chǎn)品、指定氫氣相關(guān)健康產(chǎn)品的應(yīng)用方法和規(guī)范。