氢气吸入治疗COPD，台湾的临床研究报道

要点：是观察在常规治疗基础上的提升效果，虽然看到一定效果，但该研究规模太小，只有6人，无法得到结论。革命尚未成功，同志仍需要努力！

背景和目标：最近的研究表明，氢气具有抗炎、抗氧化和抗凋亡特性。本研究旨在探索氢气的治疗潜力，并评估其在慢性阻塞性肺病 （COPD） 患者中的安全性和耐受性。材料与方法：入组的 COPD 患者在 30 天内接受标准治疗以及早上、下午和晚上额外吸入氢气 30 分钟。评估包括慢性阻塞性肺病评估测试 （CAT）、改良医学研究委员会 （mMRC） 呼吸困难量表、肺功能、睡眠质量、炎症标志物和吸入氢气前后的氧化应激标志物的变化。结果：六名患者参与了这项研究。患者 2、3、4、5 和 6 在氢气干预后表现出 CAT 评分的改善，患者 2、4、5 和 6 的 mMRC 评分也有所改善。从统计学上看，这项研究显示干预前和干预后对比发现CAT有显著改善[15.5（10.5-19.75）对8.5（3-13.5）;p = 0.043] 和 mMRC 评分 [2.5 （1–4） vs. 2 （0–3.25）;p = 0.046] 。然而，在氢气治疗前后的肺功能、DLCO、睡眠质量和 6 MWT 方面没有观察到显着差异。全血细胞计数检查显示治疗前后的血小板计数差异有统计学意义[247（209.75-298.75）比260（232.75-314.5）;p = 0.043]，而其他血液检查、炎症标志物和氧化应激标志物在氢气治疗前后均无显著差异。所有患者均无明显副作用。结论：氢气辅助治疗显示特定 COPD 患者的症状有所改善，并且在任何患者中均未观察到明显的不良反应。氢气也可能对血小板计数产生调节作用。

 Liu S-F, Li C-L, Lee H-C, Chang H-C, Liu J-F, Kuo H-C. The Benefit of Hydrogen Gas as an Adjunctive Therapy for Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Medicina. 2024; 60(2):245.

1. 前言

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种逐渐恶化且使人衰弱的呼吸系统疾病，其特征是慢性支气管炎和肺气肿，导致呼吸困难和肺功能受损。作为一项重大的全球健康问题，COPD影响着全球数百万人，造成了巨大的发病率和死亡率。COPD的发病机制涉及氧化应激和炎症，而近期研究揭示了氢气的潜在益处。氢气以其抗氧化和抗炎特性而闻名，在临床前和临床环境中已显示出缓解COPD的潜力。

氢气的抗炎和抗氧化效果归因于其针对活性氧物种（ROS）的能力，以及抑制巨噬细胞中NLRP3炎症小体激活的作用。此外，氢气在调节与氧化应激和炎症相关基因的表达中发挥作用，包括血红素加氧酶-1和核因子-kappa B（NF-κB）。它还通过抑制转录因子NF-κB的激活来调节炎症细胞因子和趋化因子的水平，如白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）[8]。另外，氢气还调节抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶的表达，提供对抗氧化应激引起的损伤的保护。

当前COPD的治疗主要集中在减少症状、改善肺功能和预防急性加重。然而，人们越来越有兴趣探索新的治疗干预措施，以进一步减轻症状、减缓疾病进程，并提高患者的生活质量。其中一条有前景的途径是研究氢气作为COPD潜在治疗的可能性。这项新兴研究有可能为管理COPD的创新方法的发展打开新的大门，为受影响个体带来改善结果和更好生活质量的希望。

2.材料方法

2.1试验设计

在2021年7月1日至2023年6月30日期间，我们选择了在高雄长庚医院门诊部表达愿意参与这项研究项目的COPD患者。这些患者之前已根据GOLD指南接受了标准治疗（即SABA/LABA药物治疗、皮质类固醇/其他药物或长期氧疗），并且病情稳定。入选后，他们开始在家中接受30天的氢气吸入治疗。本研究旨在调查辅助吸入氢气在COPD中的协同效应，并评估其安全性和耐受性。评估参数包括在30天治疗期前后COPD评估测试（CAT）、改良的医学研究委员会（mMRC）呼吸困难量表、肺功能、睡眠质量、炎症标志物和自由基的变化。

A. 入组标准（必须满足所有条件）：

年龄≥40岁的患者，需提供书面同意。

根据GOLD指南诊断为COPD。 诊断标准包括使用支气管扩张剂后FEV1/FVC的固定比率小于0.7，表明持续的气流限制。气流限制的严重程度根据GOLD标准进行分类： GOLD 1（轻度）：FEV1 ≥ 预测值的80%。 GOLD 2（中度）：50% ≤ FEV1 < 预测值的80%。 GOLD 3（重度）：30% ≤ FEV1 < 预测值的50%。 GOLD 4（非常重度）：FEV1 < 预测值的30%。

B. 排除标准：

基于胸部X光和病史排除其他气流限制原因，如肺结核、支气管哮喘、支气管扩张症和充血性心力衰竭。

无法遵守研究要求或临床评估的患者。

主要研究者确定的不符合入组标准的病例。

2.2. 辅助氢气吸入

接受辅助氢气吸入治疗的患者在家用氢氧机治疗，每天早晨、下午和晚上各进行30分钟（每天90分钟）。患者将通过鼻管吸入含有73%氢气和27%氧气的混合气体，气流速率设定为每小时70-75升。如果在氢氧机使用过程中出现任何异常的呼吸、心率、血氧或血压读数，或者如果患者无法合作，或者如果因任何原因需要终止试验（应患者要求），将立即停止治疗。

2.3. 设备及其可能副作用的解释

在这项研究中，我们使用了由EPOCH ENERGY TECHNOLOGY CORP（台湾高雄）提供的EIOXY Machine HB-133型号。该机器使用交流电源（110V，50/60Hz），最大功率使用量为0.35kW。在非累积工作压力0 kg/cm²下运行，机器每周期最大耗水量为25±5 c.c.。其不包括配件重量为38.5公斤，尺寸为36×35×62厘米。前、后、左、右和顶部的空间需要预留10厘米。该机器产生的气流为70-75 升/小时（约每分钟1.25升），包含73%氢气和27%氧气，足以满足正常人类呼吸。广泛研究和众多论文一致确认，这种氢气和适量氧气的组合不会引起副作用。主要考虑是在使用带吸入装置的鼻管时防止鼻腔干燥。在极其罕见的情况下，鼻皮肤磨损可能导致轻微鼻出血。然而，通过调整鼻管长度可以有效解决这个问题，以尽量减少发生。

2.4. 临床和实验室变量

在辅助氢气吸入治疗前后30天，评估了以下参数的临床和实验室变量：CAT和mMRC评分；睡眠质量；肺功能测试；一氧化碳肺弥散量（DLCO）；6分钟步行测试（6 MWT）；完整血细胞计数和差异计数；氧化应激标志物（血浆谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）、髓过氧化物酶（MPO）、总抗氧化能力（TAC）、尿8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG））；脂质谱（总胆固醇（T-CHO），高密度脂蛋白（HDL），低密度脂蛋白（LDL），甘油三酯（TG））。

2.5. 统计分析

连续变量以中位数、四分位数范围（IQR）表示。所有客观和主观数据均在使用吸入氢气辅助治疗前后记录。采用Wilcoxon符号秩检验评估治疗前后的肺功能、6MWD、CAT、mMRC、Borg量表、炎症标志物和自由基。计算使用SPSS 26进行，定义的p值小于0.05表示有显著差异。

3. 结果

患者特征与氢气吸入治疗的基本情况（表1）。

6名接受吸入氢气辅助治疗的慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的基本特征在表1中展示。本研究包括6名参与者，其中5名为男性，1名为女性，平均年龄为68岁。5名参与者有吸烟史，从15到45包年不等，而1名参与者从未吸烟。使用支气管舒张剂后的FEV1/FVC平均值为49.8%。第1名患者的GOLD严重程度被分类为严重，而其他5名患者则为中度（表1）。

在氢气吸入干预后，患者2、3、4、5和6在CAT评分上表现出改善，患者2、4、5和6在mMRC评分上也显示出改善（表1）。从统计学上看，本研究显示在氢气吸入治疗前后，CAT [15.5 (10.5–19.75) 对比 8.5 (3–13.5); p = 0.043] 和 mMRC 评分 [2.5 (1–4) 对比 2 (0–3.25); p = 0.046] 均有显著改善（表2，图1）。然而，在氢气治疗前后，肺功能、DLCO、睡眠质量和6MWT没有观察到显著差异（表1）。CBC检查显示治疗前后血小板计数有显著差异 [247 (209.75–298.75) 对比 260 (232.75–314.5); p = 0.043]（表3，图2），而其他血液测试、炎症标志物和氧化应激标志物在氢气治疗前后没有显示出显著差异（表3）。

关于氢气治疗的副作用，两名患者报告了头晕，随着持续使用而消失，没有观察到严重的不良反应。第一名患者于2021年12月27日入组，并在12月29日开始接受氢气治疗，由于在研究期间接种了COVID-19疫苗后感到不适，于2022年1月27日提前终止了治疗。其余五名患者按计划完成了本研究。

4. 讨论

氢气辅助治疗在特定COPD患者中显示出症状改善的研究。

在我们的研究中，使用氢气作为辅助治疗在特定的COPD患者（患者2、4、5和6）中显示出症状的改善，并且所有患者在干预前后的临床评估和血液检测中均未表现出显著的不良效应。然而，需要进一步的数据收集和分析来确定COPD患者中的哪个亚群可能从这种疗法中获得最大的益处。关于睡眠质量、炎症标志物、氧化应激标志物和肺功能，在使用一个月期间没有观察到显著差异。探索更长时间的治疗或在COPD患者中早期干预可能会产生不同的结果，并需要进行额外的调查。

临床前研究表明，氢气可以在COPD动物模型中减轻氧化应激和炎症。此外，富氢盐水在动物模型中对抗由烧伤或油酸引起的急性肺损伤显示出保护效果。氢气的保护特性与其减少氧化应激、炎症和凋亡的能力有关。例如，在由香烟烟雾暴露诱导的COPD大鼠模型中，富氢盐水被证明可以减少气道炎症和氧化应激，同时改善肺功能。同样，在由长期暴露于香烟烟雾诱导的COPD小鼠模型中，氢气吸入减少了气道炎症并增强了肺功能，可能是通过抑制炎症细胞因子和氧化应激标志物。

在一项初步研究中，氢气吸入在COPD患者中显示出减少气道炎症和氧化应激。王等人报告说，氢气通过抑制炎症和氧化应激改善了COPD小鼠模型的肺功能，而梁等人发现富氢盐水通过减少氧化应激和炎症改善了COPD小鼠模型的肺功能。另一项临床研究表明，接受富氢盐水治疗12周的COPD患者在肺功能、运动耐受性和生活质量方面有所改善。

据作者所知，氢气疗法对COPD患者呼吸困难的具体效果尚未确立，该领域的研究仍在发展中。氢气疗法正在被探索其潜在的抗炎和抗氧化特性，尽管有一些证据表明它在各种条件下有益，但更多的研究是必要的，以了解其在特定呼吸条件如COPD中的作用机制和效果。

氢气疗法后呼吸困难改善的潜在原因可能包括以下三点。第一，抗炎作用：氢气被认为具有抗炎特性，而炎症是像COPD这样的呼吸疾病的关键组成部分。减少气道中的炎症可能有助于改善呼吸和减少呼吸困难。第二，抗氧化作用：氢气具有抗氧化作用，意味着它可以中和有害的反应性氧物种。COPD与氧化应激有关，通过减少氧化损伤，氢气疗法可能有助于改善呼吸功能。第三，防止组织损伤：氢气保护免受组织损伤的潜力对于保持肺功能可能是有益的。在COPD中，肺组织的结构变化和损伤导致气流限制，任何有助于减轻这种损伤的治疗都可能改善症状。尽管如此，我们的实验室数据，包括炎症标志物、氧化应激标志物和肺功能，并未与症状评分相关联。

氢气疗法作为辅助治疗慢性阻塞性肺疾病（COPD）的潜在效果受到关注，特别是其抗氧化和抗炎作用。研究显示，氢气可能对血小板计数有调节作用，尽管具体机制尚未完全理解。氢气疗法通过减少氧化应激和炎症，可能间接有助于维持健康的血小板计数。多项研究探索了氢气疗法对血小板计数的潜在影响。

在作者所知的最佳频率方面，氢气对COPD的给药频率仍是一个持续研究领域。氢气疗法是一个相对较新和发展中的领域，关于其精确机制、最佳剂量和各种医疗条件的频率仍有很多需要了解。在研究中，每天三次的氢气疗法仅仅是为了适应患者的日程安排，并没有真正的理论基础。

弹性蛋白的分解和异常沉积与COPD的发病机制有关。弹性蛋白的降解导致肺部弹性丧失，并有助于肺气肿的发展，这是COPD的一个常见特征。Desmosine 和 isodesmosine 通常用作弹性蛋白降解的生物标志物。尿液或血液样本中这些氨基酸水平的增加可能表明弹性蛋白周转增加，并可能与COPD等状况相关。氢气疗法已被研究用于减轻肺部的炎症、氧化应激和组织损伤。通过减少氧化应激和炎症，氢气疗法可能有助于保护肺组织并可能减缓COPD的进展。Desmosine 和 isodesmosine 可能是氢气疗法在COPD中治疗效果的有用生物标志物，作为未来研究方向。

此外，探索氢气疗法与当前标准治疗的潜在协同效应可以增强COPD管理中的整体治疗效果。长期研究是必要的，以评估氢气疗法的持续效果及其改变COPD疾病进程的潜力。确定更有可能从氢气疗法中受益的特定患者群体可以帮助个性化COPD的治疗方法。

我们的研究存在一些局限性。目前，氢气疗法在台湾被归类为健康补充品而非医疗治疗。进行大规模试验将需要主要研究者、材料供应商和医院之间的合同协议，以及保险补偿机制。参与者数量有限、使用时间短以及患者选择限制可能会影响轻度COPD病例症状变化的认知，而晚期COPD患者可能不会显示出明显的治疗效果，由于不可逆的气道变化。

结论

氢气疗法因其抗氧化和抗炎特性而成为COPD潜在辅助治疗的希望。该疗法在某些COPD患者中显示出症状改善。然而，在我们的研究中，使用一个月后在炎症标志物、氧化指数、抗氧化指数和肺功能方面没有显著差异。需要进一步研究以确定最佳剂量、给药方法、长期效果，并识别特定的响应者群体。氢气疗法有可能革新COPD管理和改善患者结果，为治疗干预提供新的途径。

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