本综述对氢气和肝脏功能进行了总结，发现氢气能缓解肝脏疾病氧化应激，保护肝脏功能，研究结果提示需要进行更全面研究验证该效应对人类肝脏疾病治疗的效果，尤其是肝脏功能保护效果。

氢气（H2）是一种创新的抗氧化物质，可能对包括肝脏疾病在内的多种人类病症有益。近期试验表明，氢气在多种急性和慢性肝病中都有积极影响，包括慢性乙型肝炎、非酒精性脂肪肝病和肝癌。然而，尚未有系统性综述或荟萃分析研究氢气摄入对肝功能指标的影响。为了撰写本报告，我们根据PRISMA指南，在三个相关数据库（PubMed、Web of Science、Scopus）中进行了检索，时间跨度从建库至2022年12月24日。文献搜索共产生了365篇出版物。在去除重复项和不符合纳入标准的研究后，共有12项研究（发表于2008年至2022年）被纳入本次分析。

我们发现，氢气摄入后血清丙二醛水平显著降低（汇总标准化平均差 = -0.97 [95% 置信区间 [CI]，从 -1.65 到 -0.19；P = 0.01），结果表明氢气干预具有较大的效应。在氢气给药后，也观察到了肝功能测试（包括天冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸转氨酶）明显下降的趋势（P < 0.20）。我们的研究表明，氢气可以有利地影响肝功能指标；迫切需要进行更多样本量充足的干预试验来证实我们的结果。

该文内容来自《氢气健康疾病中作用》第16章。作者为Nikola Todorovic and Sergej M. Ostojic

前言

慢性肝病是一个重要的公共卫生问题，也是导致死亡和发病的主要原因之一[1]。全球大约有15亿人患有慢性肝病[2]。在疾病流行率方面，非酒精性脂肪肝病（NAFLD）占59%，其次是乙型肝炎（29%）、丙型肝炎（9%）和酒精性肝病（2%）[3, 4]。肝功能检测是评估肝脏健康的最常用方法，它通过测量血液中不同酶、蛋白质和其他由肝脏产生的物质的水平来进行。天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸转氨酶（ALT）是关键的肝脏酶，也是肝功能检测的重要组成部分。AST催化天门冬氨酸和谷氨酸之间的反应，而ALT促进蛋白质转化为肝细胞的能量[5]。当肝细胞受损或压力增大时，这两种酶的血液水平会上升。除了这些酶之外，γ-谷氨酰转肽酶（GGT）的血清水平通常也作为肝脏健康的指标进行测量。GGT是一种非特异性的肝胆疾病标志物，存在于肝脏和胆管上皮细胞中[6]，GGT水平高可能表明肝脏疾病或胆管损伤。最近，丙二醛（MDA）水平被用作肝脏健康的新型生物标志物[7]。丙二醛是多不饱和脂肪酸过氧化的最终产物，氧化应激在许多急性和慢性肝病的发病机制中起着关键作用[8]，血浆MDA提供了一个可靠的自由基损伤生物标志物。此外，增加的ALT和AST水平与血浆MDA密切相关[7]，推进了上述化合物作为肝病潜在生物标志物的可能性。

肝脏与各种代谢途径相关联，负责产生和使用营养素及其他物质[9]。它是将营养素纳入身体细胞质量的主要器官之一，并在脂质代谢中发挥重要作用。许多营养策略被用作管理肝病的辅助治疗[10]。看来，各种医用气体可以调节肝功能。一氧化氮（NO）、二氧化碳（CO2）和硫化氢（H2S），也称为气体递质，被认为是许多代谢途径中的内源性媒介[11]。例如，已显示NO在代谢健康和脂质代谢中扮演着不可或缺的角色，这可能涉及肝细胞[12]。

医用气体家族的第四个成员，氢气（H2），在过去二十年的大量疾病模型和人类研究中，已被证实具有作为新型医用气体的有希望的潜力，补充氢气的有益效果得到了确认[13]。医用应用和氢气摄入的基本原理主要基于其在富含线粒体的高能量需求组织中的微调属性，包括肝脏[14]。氢气对临床终点和替代标志物的影响已在多项临床试验中得到证明，范围从代谢紊乱到慢性炎症性肠病[详细综述见参考文献[15]]。

最近，氢气被确定为一种可能改善肝脏健康的保护性分子[16]。例如，氢气改善了接受化疗的结直肠癌患者的肝功能[17]、慢性乙型肝炎[18]和非酒精性脂肪肝病[19]。此外，已经证明氢气在补充后有效地积累在肝脏中，连续吸入3%的氢气表现出与其他器官相比，该气体在肝脏中的平均最大浓度最高[20]。此外，外源性氢气可能降低血脂谱、肝脏氧化应激和1型及2型糖尿病以及潜在的代谢综合征患者的胰岛素抵抗[21,22,23,24]。Todorovic及其同事的最新荟萃分析[25]发现，富氢水（HRW）可能会影响血清甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白，表明氢气可能是调节代谢健康的一种可能疗法。然而，尽管有证据表明氢气对肝脏健康和新陈代谢有益，但据作者所知，目前还没有系统性综述和荟萃分析（SRMA）考虑氢气对肝功能检测的影响。因此，本SRMA旨在评估氢气摄入对健康和临床人群的肝脏酶及相关生物标志物的影响。

为了调查氢气摄入对肝功能检测的影响，我们遵循了PRISMA®（系统评价和荟萃分析的首选报告项目）声明标准[26]。我们的研究已在系统评价前瞻性注册数据库（PROSPERO）中报告，研究ID为：CRD42023386791。

资格标准

只有涉及人类受试者的试验才被考虑纳入我们的研究中。此外，还采用了以下标准：（1）氢气摄入；（2）临床人群（代谢性疾病和/或肥胖和/或非酒精性脂肪肝病）；（3）健康人群；（4）关于以下肝功能测试的氢气效果：AST、ALT、GGT、MDA；（5）人类实验性试验，（6）对照组使用安慰剂组/或其他医疗护理方法，以及（7）原始且经过同行评审的英文研究。相反，排除标准包括：（1）动物研究，（2）体外研究，（3）氢气与其他补充剂共同给药，（4）缺乏用于比较结果的安慰剂组，以及（5）没有补充前后的结果研究。

信息来源和搜索策略

在2022年12月24日之前发表的相关文章，我们在以下数据库中进行了系统性搜索：PubMed、Web of Science和Scopus。检索由两位作者（NT和SMO）独立进行，分歧通过讨论解决。使用了以下布尔搜索短语的组合来定位记录：（“氢气”OR “氢气”）AND（“肝功能”OR “肝病”）AND（“H2补充”）AND（“AST”OR “ALT”OR “GGT”OR “MDA”）。此外，还使用滚雪球方法手工检查了相关文章的参考文献，以识别原始搜索未发现的著作。

筛选过程

在第一轮筛选中，主要作者评估了所有标题和摘要的合格性（NT）。之后，第二位作者（SMO）独立审查了现有文献。然后，同样的作者筛选了全文，以确定哪些实验性试验应包括在SRMA中。作者讨论了合格性的不确定性，以限制不符合纳入和排除标准的研究报告数量。

数据提取和研究编码

从满足纳入标准的每一项研究中提取了以下数据：基本研究和参与者信息（作者、出版年份）、研究设计、补充程序、补充治疗持续时间以及肝功能测试结果（例如，前后数据）。当数值以图形形式呈现时，会直接联系作者获取原始数据。如果没有回应，均值和标准偏差值则使用Image J程序®（美国国立卫生研究院，贝塞斯达，马里兰州，美国）通过测量每个大小的像素长度来计算。

研究风险偏倚评估

该过程由两名研究人员（NT和SMO）分别进行，作者之间的差异通过讨论解决。物理治疗证据数据库（PEDro）量表用于评估所包含研究的方法学质量[27]。该量表由十一个不同的组成部分构成。然而，只有第2至第11项可以被评分。根据满足特定标准，研究被评定为0或1分；因此，PEDro量表上的最高可能得分是10分（代表低风险偏倚），最低是0分（代表高风险偏倚）。得分为0-3分的研究被认为是质量差，得分为4-5分的可接受质量，得分为6-8分的良好质量，当得分为9到10分时则为优秀质量。

统计学分析

通过使用随机效应模型方法，我们利用R计算机语言进行了荟萃分析。使用逆方差法对跨研究的标准平均差（SMD）的加权估计进行了合并。SMD用于确定效应的大小，其中0.2表示微不足道的效应，0.2-0.3表示小效应，0.4-0.8表示中等效应，而大于0.8表示大效应[28]。在荟萃分析中，使用I^2统计量评估了不同试验之间的统计异质性，其中25%表示低风险异质性，25%-75%表示中等风险异质性，而大于75%表示高风险异质性[29]。I^2统计量是通过两个约束的最大似然估计量计算得出的。通过对包含的研究绘制标准误差对抗Hedges’ G值[30]，可以直观地评估任何潜在的漏斗图不对称性。此外，还采用了修剪填充法和Egger's回归测试来评估漏斗图的不对称性[31, 32]。

研究结果

文献搜索

相关数据库的文献搜索产生了365篇出版物。在去除重复和不符合纳入标准的研究报告后，共有12项研究被包括在SRMA中。研究搜索进行至2022年12月24日。PRISMA流程图显示在图16.1中。

图 16.1 PRISMA流程图

研究特征

所有包含研究的特征在表16.1中呈现。所有研究发表于2008年至2022年之间。干预措施的持续时间从5天到24周不等。两项研究调查了氢气对潜在代谢综合征受试者的影响，两项研究针对NAFLD患者，2项研究针对健康受试者，以及各有一项研究针对胃食管反流病、类风湿性关节炎、恶性肝肿瘤、慢性乙型肝炎和老年人群。在氢气摄入方面，12项研究中有9项研究的参与者饮用了富含氢的水（HRW），而在两项研究中，患者接受了富含氢的盐水或吸入了氢气。关于氢气对肝功能检测的影响，3项研究报告称干预后AST水平显著降低。3项研究报告称ALT检测结果显著下降，而1项报告称GGT水平有所下降。最后，5项研究的MDA水平显著降低，而只有1项显示MDA水平上升。

表 16.1 氢气对肝功能检测的影响

研究质量水平

包含研究的平均PEDro量表得分为8.27，被认为是优秀的平均得分。6项研究被评为优秀质量，而5项被评为良好质量。研究质量分析的结果展示在表16.2中。

表 16.2 包含研究的PEDro评分表

荟萃分析

氢气对ALT水平的影响

汇总的荟萃分析结果表明，氢气摄入后ALT水平的变化不显著（汇总SMD = -0.08 [95% CI，从 -0.38到0.23]；P = 0.42）（图16.2，A）。关于偏倚风险，ALT水平的I^2平方检验显示研究间存在显著异质性（P = 0.04）。此外，I^2统计量显示中等风险异质性（I^2 = 36.28%）。漏斗图的视觉检查没有显示出版偏倚不对称性（图16.2，B）。此外，Egger's回归测试没有得出显著结果（df = 4；P = 0.18），而Duval和Tweedie的修剪填充方法未能找到缺失的研究。

图 16.2 氢气干预后血清丙氨酸氨基转移酶水平变化的森林图和漏斗图

氢气对AST水平的影响

氢气摄入后AST水平没有显著变化（汇总SMD = -0.15 [95% CI；从 -0.48到0.19]；P = 0.38）（图16.3，A）。基于I^2平方，研究间没有异质性（P = 0.11）。I^2统计量显示中等可能性的异质性（I^2 = 41.33%）。然而，漏斗图没有显示出版偏倚不对称性（图16.3，B）。此外，Egger's回归测试没有遇到显著结果（df = 4；P = 0.15），而Duval和Tweedie的修剪填充方法未能找到缺失的研究。

图 16.3 氢气干预后血清天冬氨酸氨基转移酶水平变化的森林图和漏斗图

氢气对GGT水平的影响

荟萃分析的结果显示，摄入氢气后GGT没有显著变化（合并标准均值差SMD = 0.17 [95%置信区间，从 - 0.65到0.99]; P = 0.39）（图16.4，A），随访时的值略有上升。然而，I2平方检验显示研究间存在显著异质性（P < 0.01）和高风险异质性（I2 = 89.6%）。漏斗图的视觉检查显示出不对称，这暗示了发表偏倚（图16.4，B）；这一点通过Egger回归检验中发现的显著不对称得到了证实（自由度df = 3；P < 0.01）。此外，Duval和Tweedie的Trim and Fill方法在图的右侧识别出了一个缺失的研究。在排除分布不均的研究后，异质性减小，表示异质性风险低（I2 = 0%；P = 0.94）。经过偏差校正后，Egger回归检验未发现漏斗图不对称（df = 5；P = 0.65），而Duval和Tweedie的Trim and Fill方法在图的任何一侧都未检测到缺失的研究（图16.4，D）。这也影响了分析的统计部分。尽管仍然不显著，但结果表明，在减少可能的偏差风险后，GGT略有下降（合并SMD = -0.19 [95% CI，从-0.52到0.15]; P = 0.39）（图16.4，C）。

图16.4氢气干预后血清γ-谷氨酰转肽酶（GGT）水平变化的森林图和漏斗图

氢气对MDA水平的影响

摄入氢气后，MDA水平显著降低（合并SMD = -0.97 [95% CI，从 -1.65到-0.19]; P = 0.01），结果表明影响较大（图16.5，A）。然而，I2平方检验的异质性指向研究间的显著异质性（P = 0.01），具有极高的异质性风险（I2 = 90.6%）。漏斗图的视觉分析显示明显的不对称和发表偏倚（图16.5，B）。Egger回归检验的结果不显著（df = 8；P = 0.33）；然而，Duval和Tweedie的Trim and Fill发现漏斗图左侧缺失了一个研究，右侧缺失了两个。通过排除围绕漏斗图基部分布不均的研究，研究间的异质性显著减少，导致最小的异质性风险（I2 = 0%；P = 0.83）。经过偏差调整后，Egger回归检验未发现漏斗图不对称（df = 5；P = 0.88），而Duval和Tweedie的Trim and Fill方法没有揭示任何缺失的研究（图16.5，D）。然而，这并没有影响分析的统计部分，其中结果显示，在调整后，氢气摄入对MDA水平有较大的影响（合并SMD = -0.65 [95% CI，从-0.86到-0.15]; P = 0.01）（图16.5，C）。

图16.5 氢气干预后血清丙二醛（MDA）水平变化的森林图和漏斗图

讨论

这项SRMA的主要目的是综合评估现有科学文献中关于氢气补充是否影响肝功能的研究。我们的结果建议，摄入氢气可能通过影响肝功能中的几个指标来改善肝脏健康，包括降低MDA水平和趋向于减少ALT、AST和GGT水平。

尽管MDA被认为是氧化应激的标志物，但它也与NAFLD和肝脏活力有关[7, 42]。急慢性肝病的病理生理学受到氧化应激的影响[8, 43]。DNA、蛋白质以及脂质/脂肪酸等不同细胞成分的氧化可能导致损伤和潜在的细胞死亡[44]。特别是，脂质过氧化会产生许多不同的促炎产物，所有这些都有助于疾病的发展。此外，肝星状细胞可以被MDA促使产生胶原蛋白，导致纤维化[45]。先前的研究检查了外周血、肝组织、肝静脉、外周静脉和尿液样本中的MDA水平，作为肝脏脂质过氧化的标志物[46]。在NAFLD患者中，MDA的增加伴随着抗氧化活性的降低[47]。此外，高血浆MDA水平与糖尿病和肥胖/NAFLD有关[48]。在当前的分析中，八项研究中有七项显示，与安慰剂相比，摄入氢气后MDA水平显著下降。唯一显示相反效果的研究是Kura等人[41]对NAFLD患者进行的试验，其中MDA轻微非显著增加（约17.2%）。尽管氢气主要负责MDA的减少，但氢气的治疗效应偶尔与暂时性MDA水平增加有关。这是观察到增加的可能解释之一。此外，还有剂量问题、低氢气浓度（约4 ppm）、试验持续时间长（6个月）以及参与者在整个研究期间对氢气摄入的依从性问题。因此，这些结果不应被解释为氢气摄入的不良效应。我们SRMA报告的MDA水平降低也在动物研究中看到。例如，Lin及其同事[49]分析了氢气预防小鼠早期脂肪性肝炎的效果。乙醇消费导致肝脂积累和炎症细胞因子（包括肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6）升高；然而，HRW疗法显著降低了这些效应。此外，肝脏的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和过氧化氢酶活性都被氢气增强，而MDA水平降低。此外，ALT和AST水平也显著降低。

我们在分析中包含的所有试验中看到了氢气对ALT、AST和GGT水平的微小但不显著的效应。尽管多项动物研究显示氢气可能减少肝功能生物标志物的效应[50, 51]，但我们的SRMA在这些特定肝酶方面没有发现任何显著性。这样的结果可能的解释可能是研究数量不足，研究中评估的人群多样化，氢气给药的剂量，治疗持续时间的不同，以及其他伴随疾病的影响。然而，尽管如此，还是观察到一些积极趋势，未来研究应该评估氢气对肝酶的效应以及这些疗法对肝脏健康可能的有益效果。

几种机制可以解释氢气对肝脏健康和肝功能的有益效果。氢气通常被视为靶细胞的生物调节剂，类似于其他医用气体。看来，几种抗氧化酶，包括血红素加氧酶、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶和髓过氧化物酶，可能在氢气间接减少氧化应激中发挥作用。Guan及其同事发现氢气可以保护慢性间歇性缺氧引起的肾功能障碍。在这项研究中，氢气通过提高还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽的比例以及调节SOD和GSH-Px活性来减少氧化应激。氢气也减少了另一种氧化应激的最终产物丙二醛（MDA）。氢气可能的抗氧化作用很可能是通过核因子红细胞2相关因子2/抗氧化反应元件途径介导的。这一途径对于防止自由基造成的损害以及控制其他抗氧化和细胞保护蛋白的生产至关重要。转录因子Nrf2在许多内源性抗氧化剂和解毒酶的表达的氧化还原敏感调节中扮演着重要角色。此外，氢气可能影响过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC-1）的激活。PGC-1通过刺激线粒体生物发生来控制细胞能量代谢。此外，PGC-1提高了肝脏来源的和全身的成纤维细胞生长因子21（FGF-21）。氢气调节脂质代谢的一种可能机制，从而改善燃料利用和减少体脂肪积累，是通过诱导肝脏FGF-21实现的。此外，FGF-21还可以有效调节代谢稳态和细胞衰老。此外，FGF-21类似物和FGF-21受体激动剂具有治疗与年龄相关的代谢疾病的治疗潜力。

这篇系统性回顾和荟萃分析有几个局限性。我们的研究通过使用严格的纳入标准和盲法随机对照试验来减轻发表偏倚。然而，该研究仍然具有所有荟萃分析所共有的固有局限性。此外，因此，只有少数研究被纳入这项SRMA，这可能会削弱发现的可靠性。其次，由于以下类别的差异，可能存在偏倚的风险：基线参与者特征；补充摄入方案；补充摄入的形式；研究持续时间；伴随疾病；以及可能干扰参与者常规治疗的潜在因素。最后，从外部结果测量获得的证据（例如肝功能的减少）与确认氢气作用的确切直接机制的基础基础研究之间存在很大差距。通常将氢气对基因表达和细胞/线粒体生物能量学的影响归因于其参与一系列细胞信号传导途径。具体来说，缺乏运输氢气直接穿过细胞的潜在机制、酶和基因。由于人体缺乏合成氢气的酶氢化酶，氢气的确切效果仍然未知。

结论

当前的系统综述和荟萃分析表明，无论补充方案如何，氢气补充都改善了肝功能的个别元素。有力的证据表明，氢气降低了血清中的氧化应激生物标志物丙二醛（MDA），从而增强了肝脏健康。在氢气给药后，还观察到肝功能测试（包括天门冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶）的显著下降趋势。为了确认和扩展当前关于氢气对肝脏健康潜在效果的知识，非常需要结构良好和有组织的随机对照试验。

本研究筛选的氢气和肝脏功能的临床研究论文

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