氢气在脓毒症相关性脑病中的保护作用：研究现状

The Protective Effects of molecular Hydrogen in Sepsis-associated Encephalopathy: current status

研究亮点

- 氢气（H₂）可通过靶向氧化应激与神经炎症减轻脓毒症相关性脑病（SAE）。

- 作用机制包括激活Nrf2、抑制NLRP3及保护血脑屏障。

- 临床前模型（盲肠结扎穿孔、脂多糖模型）已证实其疗效。

- 现有证据受动物模型与给药方案差异限制。

- 亟需开展临床试验并探索相关生物标志物。

摘要

脓毒症相关性脑病（SAE）是脓毒症患者出现的严重神经系统并发症，以认知障碍与神经功能异常为主要特征。其发病机制涉及氧化应激、炎症反应、线粒体功能障碍及血脑屏障破坏。

近年研究表明，氢气（H₂）因具有抗氧化与抗炎特性，对SAE具有治疗潜力。氢气可通过清除活性氧、抑制星形胶质细胞与小胶质细胞活化、改善线粒体功能，减轻SAE相关的氧化应激、神经炎症与神经元损伤。

但治疗方案（剂量、给药方式、给药途径）的差异限制了研究结论的外推性。尽管存在上述问题，氢气治疗安全性好、不良反应极少。本文综述了氢气治疗SAE的现有证据，并提出未来研究方向：方案标准化、治疗方案优化及长期效应评估。

图文摘要

氢气（H₂）在脓毒症相关性脑病（SAE）中的保护作用：

氢气通过多种机制对SAE发挥神经保护效应：清除活性氧、减轻氧化应激、维持线粒体功能；抑制星形胶质细胞与小胶质细胞活化，从而减轻神经炎症；维持血脑屏障完整性、缓解神经元应激并发挥抗凋亡作用。上述作用共同提示氢气在改善SAE病程中具有治疗潜力。

注：O₂⁻：超氧阴离子；O₂²⁻：过氧化物；OH•：羟自由基；ROS：活性氧。

引言

脓毒症是感染引发的异常免疫反应所导致的危及生命的疾病，可引起全身炎症、多器官功能障碍与高病死率。在其并发症中，脓毒症相关性脑病（SAE）尤为突出，约累及70%脓毒症患者。

SAE表现为意识状态改变、认知功能障碍，病死率升高，给重症监护病房（ICU）带来巨大挑战，并导致长期病残与社会经济负担，对脑部仍处于发育阶段、疾病进程更复杂的儿童尤为显著。SAE的长期后遗症包括记忆丧失、认知障碍与行为改变，给患者、家庭及社会造成沉重压力。

SAE发病机制复杂且多因素参与，主要包括：氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍、神经元凋亡、血脑屏障（BBB）破坏。由活化小胶质细胞与星形胶质细胞驱动的神经炎症，可释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）等促炎因子，破坏血脑屏障并加重神经元损伤。

同时，活性氧（ROS）与抗氧化系统失衡引发的氧化应激，会加剧线粒体功能障碍，进一步损伤细胞能量代谢并促进神经退行性改变。线粒体损伤与ROS蓄积还可激活凋亡通路，最终导致神经元死亡与认知功能下降。上述病理过程在儿童与成人中均存在，但大脑发育阶段可显著影响疾病进程与临床表现，使儿科患者具有独特易感性。

目前，除控制原发感染外，SAE尚无特效治疗手段，因此亟需寻找有效干预药物以减轻其长期神经后遗症。

氢气（H₂）因其独特生物学特性成为极具前景的治疗手段：可选择性清除羟自由基（OH•）与过氧亚硝酸盐（ONOO⁻）、调控炎症通路、增强内源性抗氧化系统。前期研究显示，氢气治疗可改善SAE模型动物的神经认知功能、减轻神经元损伤、缓解炎症与线粒体功能障碍，其机制包括抑制神经炎症、调控线粒体质量、保护血脑屏障等。

此外，氢气治疗安全性高、不良反应轻微，并可调控多条氧化应激与炎症相关信号通路，上调内源性抗氧化酶表达、下调促炎因子水平。尽管氢气在多种疾病中已展现疗效，但在SAE模型中仍需深入研究以全面阐明其潜力。现有研究常受限于样本量小、给药方案不一、给药方式各异，亟需更系统的研究来验证并优化氢气的临床应用。

因此，本文就氢气对SAE的神经保护机制及现有证据进行综述，并提出未来研究方向。