慢性阻塞性肺疾病是全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)，同時(shí)也是慢性病患病和病死的主要死亡原因。目前的治療原則主要為戒煙及以支氣管擴(kuò)張劑為主的藥物治療，肺康復(fù)治療亦可改善癥狀和生活質(zhì)量，但總體療效并不理想。

氫氣治療作為一種新的醫(yī)學(xué)干預(yù)方法，受到越來(lái)越多的關(guān)注，近幾年已開(kāi)始應(yīng)用于呼吸系統(tǒng)疾病。

一、慢阻肺的研究背景

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，同時(shí)我國(guó)還面臨著人口老齡化的問(wèn)題，慢性阻塞性肺疾病(COPD)、慢性支氣管炎等呼吸道疾病正在逐年增多。COPD目前居全球死亡原因的第4位，到 2020年將成為世界第三大死亡原因，并將位居世界疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的第5位。

我國(guó)的COPD患者人數(shù)也在急劇增長(zhǎng)，王辰院士團(tuán)隊(duì)于2018年4月在《柳葉刀》上對(duì)中國(guó)肺健康研究計(jì)劃做出的報(bào)告提出：我國(guó)到目前為止已經(jīng)確診的COPD患者約有1億人之多，占全世界COPD患者總?cè)藬?shù)的25%，而且從2002至2012年同年齡組人群COPD患者人數(shù)增長(zhǎng)了5.5%，COPD患者總?cè)藬?shù)增長(zhǎng)了約67%。因此，對(duì)于COPD患者的有效治療迫在眉睫。

治療COPD的關(guān)鍵是盡早主動(dòng)戒煙和脫離污染環(huán)境。此基礎(chǔ)上，在臨床醫(yī)師的指導(dǎo)下給予患者藥物治療和根據(jù)個(gè)體差異制訂肺康復(fù)治療計(jì)劃。其中，支氣管擴(kuò)張劑是治療COPD患者的基礎(chǔ)藥物，可緩解呼吸困難等癥狀，長(zhǎng)期使用可起到預(yù)防和改善癥狀的作用，主要包括β2受體激動(dòng)劑、抗膽堿藥物、茶堿等[4-6]。這些基礎(chǔ)藥物不同程度地發(fā)揮擴(kuò)張氣道、舒張氣道平滑肌、抗炎、抗氧化等作用。

人們一直不斷探索比較治療COPD的藥物，但大量病例統(tǒng)計(jì)及薈萃分析表明其實(shí)際療效仍然有限，藥物治療并不能完全緩解COPD患者的癥狀。目前亟需一種新治療方法改善患者的癥狀，改變COPD的自然病程。

二、氫氣醫(yī)學(xué)研究

氫氣是一種常溫下性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的氣體，來(lái)源廣泛，可作為一種清潔燃料使用。近年來(lái)氫氣作為一種可以用于醫(yī)學(xué)治療的氣體，逐漸引起學(xué)者們的關(guān)注。氫氦氧混合氣體用于深海潛水中。最近，很多學(xué)者將氫氣作為一種治療方式，進(jìn)行了多項(xiàng)研究，氫氣已知的治療機(jī)制有抗炎、抗氧化應(yīng)激、抗凋亡、調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等，通過(guò)不同形式氫的治療機(jī)制進(jìn)一步了解其對(duì)COPD的影響。

2001年，Ghar ib等應(yīng)用氫氣治療血吸蟲病相關(guān)慢性肝炎動(dòng)物模型，測(cè)量肝纖維化、NOSII活性、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性、脂質(zhì)過(guò)氧化物濃度等一系列指標(biāo)，證明氫氣對(duì)肝損傷具有顯著的保護(hù)作用，首次提出氫氣抗炎作用的結(jié)論，并提出氫氣可能通過(guò)清除羥自由基來(lái)防止炎癥的。

Chen等通過(guò)用不同濃度的氫氣干預(yù)由LPS 刺激的RAW264.7巨噬細(xì)胞，通過(guò)測(cè)量TNF-α，IL- 1β，高遷移率族框-1(HMGB1)和IL -10等炎性細(xì)胞因子在不同時(shí)間點(diǎn)的水平，清楚地提供了證據(jù)表明氫氣通過(guò)抑制釋放促炎細(xì)胞因子和促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子的釋放而在LPS活化的巨噬細(xì)胞中發(fā)揮抗炎作用，并指出氫氣的抗炎作用可能由引起血紅素加氧酶-1(HO-1)的表達(dá)和活化介導(dǎo)完成。

Buchholz等通過(guò)氫氣治療小腸移植(SITx)中缺血/再灌注(I/R)損傷，減少TNF-α， _IL-6，IL-10，NF-κB等炎癥因子的產(chǎn)生發(fā)揮抗炎癥作用，氫氣明顯改善移植所致的腸移植損傷和受體全身炎癥反應(yīng)。腸壁運(yùn)動(dòng)可因移植誘導(dǎo)而受到抑制，氫氣減弱外肌內(nèi)促炎細(xì)胞因子的誘導(dǎo)，保護(hù)黏膜屏障，降低組織MDA水平，改善抗氧化狀態(tài)。此外該研究還證明，氫氣能顯著減輕宿主肺的全身炎癥反應(yīng)。此外，氫對(duì)急性胰腺炎、炎癥性腸病(IBD)等疾病也具有抗炎作用。

1975年Science發(fā)表的一項(xiàng)研究給予患有皮膚鱗狀細(xì)胞癌的白化無(wú)毛小鼠高壓氫氣(氧氣2.5%:氫氣97.5%)連續(xù)治療2周后，腫瘤有明顯的退行性改變，提示高壓氫氣治療皮膚惡性腫瘤有效，并提出氫氣抗皮膚腫瘤機(jī)制可能與氫氣抗氧化消除自由基的作用有關(guān)。由此猜測(cè)高壓氫療法也可能對(duì)其他類型的癌癥有重要的治療意義。

盡管醫(yī)學(xué)上已經(jīng)知曉線粒體損傷對(duì)人體的重要意義，但目前臨床中抗氧化劑的治療效果有限。Ohsawa等提出氫氣可作為一種有效的抗氧化劑，直接吸入2%的氫氣，可以其極易擴(kuò)散的物理特性，快速有效地穿過(guò)細(xì)胞膜，到達(dá)細(xì)胞線粒體內(nèi)部，抵抗細(xì)胞毒性反應(yīng)，通過(guò)對(duì)抗ROS自由基中的·OH保持線粒體膜電位，維持ATP合成，防止DNA損傷，減少脂質(zhì)過(guò)氧化，從而發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用，顯著改善I/R型腦損傷的程度。

研究證實(shí)氫(包括它的多種存在形式氫氣、富氫水、氫鹽水等)對(duì)肝、心肌的缺血再灌注損傷、小鼠基因缺陷慢性氧化應(yīng)激損傷、2型糖尿病、帕金森病、應(yīng)激引起的神經(jīng)損傷、化療藥順鉑引起的腎損傷具有抗氧化應(yīng)激的作用。

Chen等用TUNEL(末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的脫氧尿苷三磷酸缺口末端標(biāo)記技術(shù))測(cè)定胰腺腺泡細(xì)胞中的細(xì)胞凋亡，用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)和NF-κB的表達(dá)，不僅證實(shí)了氫能夠抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，脂質(zhì)氧化和胰腺組織水腫，而且進(jìn)一步說(shuō)明氫處理對(duì)急性胰腺炎具有保護(hù)作用，其效果可能是由于其抑制氧化應(yīng)激，細(xì)胞凋亡，NF-κB活化和促進(jìn)腺泡細(xì)胞增殖的能力。

Kawamura等的研究中指出在吸入氫氣后，移植肺的脂質(zhì)過(guò)氧化明顯降低，表明氫氣對(duì)移植肺具有抗氧化作用，并且2%氫氣暴露可明顯阻斷多種促炎介質(zhì)的產(chǎn)生，通過(guò)誘導(dǎo)抗凋亡分子B細(xì)胞淋巴瘤-2和B細(xì)胞淋巴瘤-特大型而減少凋亡。

綜上，氫可同時(shí)作用于細(xì)胞反應(yīng)的多個(gè)環(huán)節(jié)，如氧化應(yīng)激、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞凋亡、炎性介質(zhì)的釋放等。近年來(lái)多項(xiàng)研究表明氫氣可以用來(lái)治療COPD。