研究背景及目的脊髓損傷（spinal cord injury,SCI）是臨床上常見的嚴(yán)重疾病之一,在全球范圍內(nèi)SCI的發(fā)病率約為10.4-83/100萬(wàn),呈現(xiàn)高發(fā)生率、高致殘率、高耗費(fèi)和低齡化的“三高一低”局面。當(dāng)前脊髓損傷非手術(shù)改善主要包括制動(dòng)、牽引、藥物改善和高壓氧改善等。由于自身局限性影響,臨床中高壓氧和藥物應(yīng)用存在諸多不便和風(fēng)險(xiǎn)。氫氣（H2）被視為一種新型抗氧化劑,在多種疾病模型中有保護(hù)作用,其機(jī)制可能與抗氧化、抗炎、抗凋亡作用及調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)通路有關(guān)。本研究旨在探討H2對(duì)脊髓損傷的保護(hù)作用,同時(shí)進(jìn)行臨床試驗(yàn)研究,觀察臨床效果,為今后H2應(yīng)用于臨床提供依據(jù)。
方法1、高濃度氫氣吸入改善脊髓損傷的基礎(chǔ)研究。75只雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠隨機(jī)分為三組:（1）對(duì)照組:175kdynes重量打擊建立SCI模型,后給予氮氧混合氣改善（66.7%N2-33.3%O2;n=25）;（2）實(shí)驗(yàn)組:同等程度SCI后給予高濃度氫氣改善（66.7%H2-33.3%O2,n=25）;（3）假手術(shù)組:只切除棘突和部分椎板,不進(jìn)行打擊,給予氮氧混合氣改善（66.7%N2-33.3%O2;n=25）。術(shù)后立即通過(guò)呼吸方式進(jìn)行改善,持續(xù)1小時(shí),每12小時(shí)1次,共計(jì)14天。術(shù)前、術(shù)后1、4、7、10、14天通過(guò)行為學(xué)觀察評(píng)價(jià)大鼠后肢運(yùn)動(dòng)功能;術(shù)后6、24、48小時(shí)和7天、14天測(cè)定血清中超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量,ELISA檢測(cè)腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα,TNF-α）和白細(xì)胞介素-1β（Interleukin 1beta,IL-1β）含量;術(shù)后6小時(shí)、7天、14天HE染色觀察脊髓組織形態(tài)、術(shù)后14天免疫組化法觀察損傷組織周圍膠質(zhì)纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein,GFAP）和硫酸軟骨素蛋白多糖（Chondroitin sulfate proteoglycans,CSPGs）的表達(dá)。2、高濃度氫氣吸入改善脊髓損傷的臨床研究嚴(yán)格篩選2015年11月至2017年3月符合標(biāo)準(zhǔn)的患者共36例。按照入院先后順序,隨機(jī)分為對(duì)照組（18例）和實(shí)驗(yàn)組（18例）。入院后對(duì)照組給予常規(guī)綜合康復(fù)改善,實(shí)驗(yàn)組每日增加H2吸入改善,每天1次,每次持續(xù)1小時(shí),其余改善措施不變。在入院當(dāng)天,2周、4周對(duì)患者的感覺及運(yùn)動(dòng)功能通過(guò)ASIA評(píng)分進(jìn)行評(píng)定,日常生活活動(dòng)能力通過(guò)FIM評(píng)分進(jìn)行評(píng)定。研究結(jié)果1、高濃度H2改善后,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組大鼠后肢功能BBB評(píng)分提高;血清中SOD水平較高而MDA水平較低,TNF-α和IL-1β的釋放減少;通過(guò)組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)氫氣可抑制炎癥反應(yīng),減緩灰質(zhì)、白質(zhì)退變;免疫組化結(jié)果顯示H2可抑制GFAP及CSPGs表達(dá)。2、經(jīng)過(guò)4周改善后,兩組患者的ASIA評(píng)分及FIM評(píng)分較入院時(shí)均有所提高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;H2改善組較對(duì)照組ASIA評(píng)分輕觸覺、針刺覺評(píng)分提高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）,運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分、FIM評(píng)分較對(duì)照組相比,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。
結(jié)論1、高濃度H2吸入對(duì)脊髓損傷有保護(hù)作用,可促進(jìn)SCI后神經(jīng)功能的恢復(fù),可能與抗氧化、抑制炎癥反應(yīng)、抑制星型膠質(zhì)細(xì)胞增殖及CSPGs表達(dá)有關(guān),可能成為改善脊髓損傷的一種手段。2、高濃度H2改善脊髓損傷安全、方便,具有一定的改善效果,可以改善患者的感覺功能障礙,將其應(yīng)用于臨床仍需進(jìn)一步深入研究。