11月16日,是世界慢阻肺日,今年的慢阻肺日主题是“肺系生命”。
慢阻肺是一种非常普遍、危害极大、但又非常被忽略的疾病,全称是“慢性阻塞性肺病”,英文简写为COPD。根据中国工程院院士、中日医院院长王辰发表在《柳叶刀》上的权威文章显示:中国慢阻肺患者数量已超过1亿人。
虽然我国慢阻肺患者基数庞大,但人们对于慢阻肺的重视程度还比较低,慢阻肺在我国具有高患病率、高致残率、高病死率和高疾病负担的“四高”特点,已成为非常严重的公共卫生问题。
氢氧医学VS慢阻肺
氢氧气是生理调节气体,具有抗炎症、抗氧化、抗细胞凋亡等作用。氢气能和羟基自由基直接发生反应,这也是氢气抗氧化、抗炎症的基础,而氧气对于提升线粒体能量、提升血氧饱和度具有重要意义,因此对于呼吸科室的专家来说,用氢氧对抗慢阻肺这一经典的呼吸系统疾病,具有很大的价值。
基于上述原理,钟南山院士团队设计了一项氢氧混合吸入对抗慢阻肺的多中心、临床、平行、对照双盲试验。【1】
这是由钟南山院士领衔的一次前瞻性、随机、双盲、对照临床试验,主要研究氢/氧混合气体治疗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气治疗。[1]
钟南山团队从全国10家医学机构遴选急性加重慢阻肺患者(AECOPD),分为氢氧疗法组和氧气疗法组。两组吸入氢氧混合气体及氧气的时间、频数无明显差别。
在这种情况下,科学家们对慢阻肺患者进行BCSS和CAT评分。
科学家进行的BCSS评分结果,证明了氢氧混合吸入疗法优于氧疗法。(BCSS:Breathlessness, Cough, and Sputum Scale,BCSS分数越高表示呼吸困难、咳嗽、咳痰越严重,下图蓝色为氢氧组,红色为氧气组)
由图可知,氢氧组改善咳嗽、咳痰的效果明显优于氧气组。而且氢氧组分数下降的速度比较快。
另外:表头的FAS 表示全分析集(合格病例+脱落病例),PPS表示符合方案集(合格病例)。
CAT评分方法:慢阻肺患者对自身各种症状进行评分,比如:一点痰没有为0分,痰非常多为10分,然后对各项积分算总和。当两组患者分别使用两种疗法进行治疗后,再次算分。最后用治疗后的分数减去治疗前的分数,得分为负数则说明症状改善,数值越低则说明改善效果越好。
红色为氧疗法组,蓝色为氢氧吸入疗法组。图片纵向指标为CAT差值(低于0为改善,数值越小越好),横向宽度表示人数多少。
该实验是目前已知,全球第一个多中心、随机、对照试验,研究氢氧混合吸入对AECOPD患者疗效的实验,证实了氢氧混合吸入疗法在改善AECOPD患者的呼吸功能方面具有更好的疗效。
氢氧对抗慢阻肺的机制
氢氧医学领域,迄今被全球众多科学家普遍引用的四篇SCI文章——《氢气对环卫工人雾霾暴露肺保护性作用的研究》[2]、《氢通过芳香烃受体改善亚急性暴露于高浓度环境PM2.5大鼠模型的肺损伤》[3]、《氢共同给药在香烟烟雾诱发大鼠模型中减缓了COPD的发展》[4]、《氢气吸入可防止烟尘引起的小鼠COPD》[5],均使用潓美氢氧气雾化机作为氢氧提供设备与技术指导。
四篇篇文章的结论表明,氢氧气可以发挥抗炎症、抗氧化、携氧弥散、清除恶性自由基等作用,来有效地保护肺部健康。
①《氢气对环卫工人雾霾暴露肺保护性作用的研究》篇率先证明了氢氧混合气体对环卫工人肺功能的保护作用。同时,这篇更是国内突破氢气对于肺脏疾病的动物实验阶段,首次应用于人类的实验。
钟南山院士的一篇研究证明,PM2.5和慢阻肺有关,所以,通过氢氧吸入保护PM2.5造成的伤害,可以降低慢阻肺的发病率。
②《氢通过芳香烃受体改善亚急性暴露于高浓度环境PM2.5大鼠模型的肺损伤》篇则显示,氢氧气可以缓解PM2.5造成的肺部伤害,透过一个叫做AhR的受体,这个受体可以激活免疫系统,并且保护肺部(此受体存在于肺泡,和肺部的免疫系统极其相关)。
AhR及其调控的免疫细胞
上图可知,PM2.5会导致AhR受体的表达下降,再给予氢氧气治疗之后,AhR受体的表达回到正常,免疫力回归正常。
此外,AhR受体在各个表皮细胞皆有表达,包括肺的表皮细胞、肠胃道表皮细胞、皮肤的表皮细胞,如下图:
因此可知,氢氧吸入不止刺激肺部表皮细胞的防御系统,对于其他系统可能也有相似的作用,可以通过AhR调节各系统的防御能力!
③《氢共同给药在香烟烟雾诱发大鼠模型中减缓了COPD的发展》篇中,科学家使用香烟烟雾诱发COPD,并使用不同浓度的氢气对COPD大鼠进行治疗。结果显示,吸氢显著减少了支气管肺泡灌洗液中炎性细胞的数量,并降低了肿瘤坏死因子α,IL-6,IL-17,IL-23,基质金属蛋白酶-12,胱天蛋白酶的mRNA和蛋白质表达水平。但增加了金属蛋白酶-1表达的组织抑制剂。
此外,吸入氢改善了肺的病理,肺功能和心血管功能,并降低了右心室肥大指数。吸入高浓度的氢气比吸入低浓度的氢气显示出更好的结果。
④《氢气吸入可防止烟雾引起的小鼠COPD》一篇中,科学家同样使用香烟诱导COPD模型。并用氢气进行干预。结果显示,使用氢气组可以改善COPD模型的肺功能下降,减轻香烟诱导的气肿,以及小气道中的胶原蛋白沉积和杯状细胞肥大和气道上皮增生。
以上实验,均使用符合“三类医疗器械”侵入式标准的潓美氢氧气雾化机作为氢氧提供设备。
这四篇实验是全球范围发布时间较早,具有重大指导意义的研究。其中,COPD模型实验、AhR实验均是中国国家自然科学基金提供资助的。
参考资料:
【1】 Nan‑Shan Zhonget al,Hydrogen/oxygen therapy for the treatment of an acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease: results of a multicenter, randomized, double-blind, parallel-group controlled trial,BMC,2021
【2】Gong et al. 氢气对环卫工人雾霾暴露肺保护性作用的研究. Protective effects of hydrogen inhalation on sanitation workers exposed to Haze. 中华结核和呼吸杂志, 2016;
【3】Liu et al. 吸入H2能减缓香烟烟雾诱导的大鼠模型COPD肺部疾病的发展 Inhalation of H2 slows the development of COPD lung disease induced by smoking in rat model. International Journal of COPD. 2017;
【4】Lu et al. 吸入H2能防止香烟烟熏诱导之慢性阻塞性肺病.Hydrogen gas inhalation protects against cigarette smoke-induced COPD development in mice. Journal of Thoracic Disease, 2018;
【5】阎锡新等人,氢通过芳香烃受体改善亚急性暴露于高浓度环境PM2.5大鼠模型的肺损伤,ELSEVIER,2019