孙学军教授：氢气医学的未来

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——氢讯社

氢气是自然界中最小的双原子分子，也是自然科学研究最充分的物质之一,最近10年的研究表明,氢气通过选择性抗氧化作用能对多种氧化应激相关重要疾病产生预防治疗作用。虽然目前尚缺乏确定性临床证据限制了氢气的临床应用,但由于获取氢气十分便捷、氢气对人体极其安全,氢气的广泛应用有极大可能性。本节将对氢气医学相关问题进行全面回顾和分析,并提出将来重点考虑的研究方向。

氢气医学研究发展阶段分析

氢气医学的奠基性工作是2007年日本医科大学太田成男教授课题组的研究，发现微量氢气具有选择性抗氧化效应，少量氢气吸人对动物脑组织缺血再灌注后细胞氧化损伤具有治疗作用。这一开创性研究彻底颠覆了过去人们对氢气属于生理惰性气体的传统看法，为氢气的医学应用研究打开了一扇窗口,从此氢气医学研究和产业化进程迅速发展。但现在氢气医学临床和理论研究仍然处于瓶颈阶段,氢气医学被学术界广泛认可和进人临床实际应用还有困难和不确定性。这些问题给氢气医学带来挑战，也为氢气医学研究者提供了努力的方向和前进的动力。

氢气医学早期研究主要是对氧化应激相关急性和慢性器官损伤的研究,例如重要器官(心、脑、肝、肾)缺血再灌注损伤和药物毒性损伤等动物实验研究，这个阶段主要是用不同损伤模式验证《自然医学》研究论文中发现的吸人氢气抗氧化损伤作用。

2009-2012年期间,开始有大量氢水饮用和氢水注射的研究，也有通过肠道菌群增加氢气供应的研究。该时期主要研究是采用不同给氢方法验证氢气医学效应。一些临床研究是关于氢水治疗疾病的，早期主要包括糖尿病、代谢综合征、帕金森病、类风湿关节炎、运动损伤、血液透析和皮肤病。该时期临床研究多属于规模小的初步临床研究。

在前期研究基础上,近几年氢气医学研究在分子水平上有了一定深入，尤其在炎症相关信号分子、氧化损伤相关分子细节和基因调节方面。在对氢气作用机制的认识上,开始对选择性抗氧化进行反思,不仅有学者提出质疑,也有人提出氢气能诱导内源性抗氧化,这是对选择性抗氧化的补充或修订，也有学者提出氢气具有信号作用的设想,但证据并不充足。在研究方法方面，有学者利用氘标记技术证明氢气在体内的利用率远高于过去的猜测，提示氢气可能会参与代谢过程，甚至给细胞提供能量，这对于理解氢气的医学效应具有颠覆性价值，可惜一直没有后续研究。

临床研究则更多集中在2016年以后,研究规模也逐渐增大,如证明氢水饮用对血脂异常的调节作用;吸人氢气能促进急性脑缺血和心肌梗死脑心功能后期恢复;氢水能预防阿尔茨海默病，治疗反流性食管炎;氢水沐浴对牛皮癣有治疗效果;多项研究验证氢水透析能减少血液透析副作用，对腹膜透析后硬化也可能有预防价值;日本学者发现氢气吸人能增强晚期大肠癌患者和小细胞肺癌患者抗肿瘤免疫功能，改善患者预后。

氢气医学存在的问题和未来重点发展方向

氢气医学存在的问题

氢气医学虽然比较活跃，但临床研究证据不充分和分子作用机制不明确仍然是十分明确的问题。作为一种新型抗炎症、抗氧化治疗工具,氢气具有很强的应用潜力，但是氢气疗法成为一种临床应用技术需要严格的医疗资质认证。这需要较长的时间和大量精力、财力的投人，目前日本和中国的一些学术机构和企业正在进行这方面的努力，日本主要将氢气吸人用于心搏骤停综合征预防，中国主要将氢气吸人用于治疗呼吸系统疾病,目前已获得阶段性成绩。

氢气治疗临床疾病的大规模随机双盲对照试验是能够让医学领域甚至普通大众广泛认可氢气医学地位的重要条件，目前这方面的证据仍然缺乏。更关键的是,目前氢气医学效应的分子机制不够清晰,这是导致氢气医学学术高度不够的关键因素。

分子作用机制不仅是学术价值的要求，也是未来判断分析氢气医学效应，预测氢气作用范围，改善和优化氢气使用方法的重要基础,是医学药物研究绝对不能忽视的问题。氢气的抗炎症、抗氧化效应明确,但产生这些效应的分子机制不清楚,氢气作用的分子机制是氢气医学领域迫切需要研究的科学问题。

氢气医学经过10余年的发展，在治疗疾病机制和临床研究证据等方面都取得了很大进步，积累了大量研究数据，但是氢气效应机制和临床研究证据的确定性仍然是悬在氢气医学上空的两朵乌云。正如1900年男爵开尔文教授比喻在物理学上空的两朵乌云，19世纪末,物理学的大厦已经建成,晴朗天空中的远处飘浮着两朵令人不安的乌云”。后来的事情大家也知道，两朵乌云掀起了狂风暴雨，催生了20世纪现代物理学的两大支柱--相对论和量子力学。那么对氢气医学上空两朵乌云的解决也必然是氢气医学未来远大前景的重要方向。

氢气医学研究未来的发展方向

氢气医学效应机制研究

关于氢气治疗疾病的机制，有两个方面需要深人研究。一个是氢气的选择性抗氧化,氢气是弱还原性物质，离体试验证据提示氢气可与氧化作用很强的活性氧(如羟自由基和亚硝酸阴离子)直接发生反应。这虽然提示氢气具有选择性抗氧化作用,但明显缺乏在体的直接证据,因此,在体是否也具有选择性抗氧化作用需要深入探讨。

另一个是信号机制，从目前的资料看,氢气可与羟自由基和亚硝酸阴离子直接发生反应，其中羟自由基活性强,其本身选择性应该不会太好，可以与多种还原性物质发生反应，虽然氢气只能与这样的活性分子反应，但还是不能直接推论为氢气可以选择性中和它。

另外从反应速度上看，羟自由基与其他还原性物质的反应速度是与氢气反应的1000倍,除非氢气浓度特别高，否则不应该有选择性。羟自由基的衍生产物也能与氢气发生反应的观点可能更有说服力，亚硝酸阴离子选择性更好一些,因为它本身的活性相对较弱，更容易与氢气发生反应。另外,亚硝酸阴离子能调节多种信号系统，这些信号系统是否间接受到氢气的影响,值得深入探讨。

针对机制问题，我们可以利用组学工具寻找使用氢气后生物系统中特异性变化效应分子，然后通过分子生物学技术进行确认；也可利用氢气定量分析和同位素示踪新技术，研究氢气生化代谢规律,根据氢气代谢过程探索氢气医学效应的化学基础。

分子机制研究不仅能深入理解氢气的作用基础,解释氢气的生物学效应,也是正确使用氢气和寻找提高氢气效果策略的重要途径。氢气机制的研究深度是氢气医学理论高度的体现，是氢气医学研究繁荣发展的标志，也是氢气医学成熟的基础。

氢气应用比较研究和精准临床应用研究

氢气使用的方法很多，包括吸入、饮用、沐浴、利用细菌产生氢气和某些释放氢气的材料等,这些方式各有优势和特点。研究表明，不同方式获得氢气的组织浓度和效应存在差异，该选择哪种方式应用是否可以两种或多种方式联合使用，这些都是重要的问题。比较并寻找理想使用方法可以对未来氢气医学的临床应用提供重要的应用技术参考数据。

氢气治疗疾病的范围值得广泛研究，由于氧化应激是多种疾病的共同发病机制,对于所有涉及氧化应激的疾病,氢气都有可能具有治疗作用,例如各类缺血、炎症、慢性疼痛、药物毒性作用等。

由于研究的方法都比较成熟,目前这方面的探索已经非常深入,已证明氢气对多种疾病类型具有治疗作用,将来通过进一步的动物实验和大样本人群研究,可以确定氢气可治疗疾病的精准方法和范围，对重要目标疾病开展大规模双盲随机安慰剂对照临床研究，以获得确定性临床效果证据，争取让更多种特定方法获得医药监管机构的批准应用于临床。氢气作为一种辅助治疗手段，将来会在医疗和健康服务领域发挥巨大作用。

氢气对重要慢性病干预临床研究

氢气的医疗应用价值不仅在于对急性病的治疗，对慢性病的预防和干预也非常重要,预防作用是减少发病率，干预则是推迟和延缓并发症产生。例如肥胖患者采用氢气吸人或氢水饮用方法,可以减少糖尿病和高血压发生。对已经发生慢性病的患者,重点是通过氢气和常规药物治疗，减少并发症的发生,提高慢性病患者的生活质量。

氢气对炎症和氧化损伤也有一定效果，但这些效果并不是特别强烈，这更适合于许多慢性病本身的病理生理特点，例如糖尿病、阿尔茨海默病动脉硬化和高血压，这些疾病虽然也存在炎症和氧化损伤等病理过程,但都不如急性炎症疾病那样剧烈,温和的病变过程适合温和的治疗工具，氢气对这些问题的治疗恰到好处。

大量的研究表明，长时间使用氢气产品如饮用氢水和吸入氢气,对许多慢性病患者能产生一定的缓解作用，一部分患者能取得非常好的治疗效果。由于慢性病越来越成为经济发达社会的沉重负担，影响范围大，人群数量多，氢气医学作为综合措施的一部分，只需要产生一定比例的作用，只需要产生一定程度的效果，就可以带来不可限量的社会效应。

氢气预防癌症和癌症辅助治疗研究

癌症预防是减少癌症发生的重要策略，但是预防癌症的工具并不太多。氢气抗炎症、抗氧化给各类上皮不典型增生、结肠炎和肝硬化等某些癌前病变患者预防癌症发生提供了重要工具，这方面的基础研究和临床研究都非常值得重视。

对于癌症患者，放射、化学、靶向和免疫治疗等都存在严重的副作用,氢气对癌症治疗的副作用的缓解作用非常值得研究，同时应该进一步明确氢气干预是否会减弱这些治疗的效果。

对于晚期癌症患者,氢气治疗可在改善患者生活质量、延长生存时间方面重点研究。

从目前掌握的许多个案资料看，氢气对晚期癌症患者有很大意义,尤其是肺癌、乳腺癌、消化道癌症，对缓解癌性疼痛和减少癌症转移等方面都值得探索。

氢气在癌症领域的应用有三个大的方向，一是预防癌症的发生，二是辅
助性治疗，三是姑息治疗。

预防癌症的效果已经有一些基础研究，未来可以作为重要研究内容，对某些常见癌前病变患者进行长期干预，这些疾病包括肺结节、肝硬化、炎症性结肠病、食管上皮异常分化、胆囊息肉等。

辅助性治疗主要针对常规治疗带来的副作用，尤其是靶向治疗、放射治疗和化学治疗等的副作用,这方面已经有一些临床和大量基础研究,未来重点开展临床研究,对各种治疗方案进行细化研究。

姑息治疗也是非常重要的，对无法接受各种治疗的晚期癌症患者,氢气可以提高患者生活质量，减少疼痛和身体衰竭等问题，氢气提供了增强身体系统稳定性的工具，让身体能更有效地调动潜能，实现与癌症共存的状态,给患者提供了战胜癌症的时间。这方面有许多个案资料表明，大剂量使用氢气或许能逆转部分患者的病情,甚至能让患者长期存活,这具有特别重要的意义。

氢气的非医学应用探索

氢气不仅在医学上有价值，在其他领域也有重要的研究和应用价值，例如对植物的生长调控，提高植物抗逆能力,提高动物抗病能力,改良土壤的潜力,对细菌和真菌的调节作用等。这些作用使氢气在提高农作物产量，减少化肥、农药使用量,提高农作物品质,改善环境等方面具有潜在应用前景。中国在这一领域拥有非常独特的优势,不仅有全面的研究基础,还有全面的应用需求。

内源性氢气的作用机制探讨

人类和高等动物体内也存在一定水平的氢气，目前认为，这些氢气不是机体自身组织产生,而是来自肠道菌群代谢被人体吸收。有人检测发现，正常小鼠大肠、脾、肝、胃黏膜等部位氢气水平非常高(如肝脏氢气浓度可达到42微摩尔)。体外细胞氧化损伤研究表明,只要培养基内氢气浓度达到25微摩尔就可显示出明显的抗氧化作用。这说明正常小鼠体内氢气浓度已经明显超过抗氧化所需要的水平。

氢气在体选择性抗氧化作用的发现提示我们需要重新评价人体内氢气的生物学效应。肠道菌群存在大量与氢气代谢关系密切的细菌，这些细菌可能会受到环境氢气浓度的影响，饮用氢水对肠道菌群的作用可能是氢水预防和治疗某些菌群相关健康疾病问题的重要因素。

本文来源：《氢气医学》主编 孙学军