中尾笃典教授是国际上研究氢气效应最早，也是最活跃的课题组组长，这里介绍他从事这一研究的一些细节和背后故事，以供从事这一领域的学者和产品开发者参考。

（图为上月中尾教授访问上海期间，我代欧阳文石先生赠送给中尾教授中山王鼎铭文篆书法作品的情形）

一、初涉氢气效应研究

中尾笃典于2000年从日本来到美国，在匹兹堡大学医学院从事器官移植的相关研究。开始是希望将一氧化氮或一氧化碳作为保护分子，以提高器官移植的成功率。在研究过程中，了解到氢气也具有器官保护作用，并对氢在器官移植损伤方面的可能性产生了兴趣。

中尾笃典教授后来以氢在器官移植损伤保护为核心，开展了一系列深入研究。根据中尾笃典教授个人的回忆，刚开始他认为“氢气不可能具有那么神奇的效果”。

过去科学家研究的一氧化氮，虽然现在已广泛应用于临床，刚开始也并不人们广泛接受。一氧化氮是重要的生物学效应气体，1992年《科学》杂志曾经把一氧化氮作为“今年的明星分子”为标题对此大为介绍。关于一氧化氮的释放、血管扩张效应以及分子作用机制的研究，三位科学家于1998年获得生理医学诺贝尔奖。其实，科学家已经发现，除一氧化氮以外，一氧化碳和硫化氢也是非常重要的气体信号分子，在机体内发挥十分重要的生物学作用。

氢气被认为继一氧化氮、一氧化碳和硫化氢以后，第4个气体信号分子。这里的信号分子，是指能将其他对生物细胞产生的刺激，传递到其他部位或细胞的分子，例如一氧化氮就可以将血管内皮细胞的扩张血管信号传递到平滑肌细胞发挥作用。

现在国际上，已经将一氧化碳和硫化氢的相关药物进行临床试验，关于氢的研究也开展了初步的临床观察，临床研究是应用的基础，我们期待这些气体能通过临床应用研究造福人类健康。

接触到氢气研究前，中尾笃典主要开展一氧化碳的研究，当时他已经在一氧化碳研究上遇到困难。在临床研究方面，由于一氧化碳有中毒的危险，说服临床医生和患者开展一氧化碳的研究并不容易；另外，人和动物之间存在差异，一氧化碳在体内和血红蛋白结合，人类血红蛋白结合一氧化碳的能力非常强，大概是许多动物的2倍，因此在动物的有效浓度时在人类完全没有效果，这给一氧化碳的临床研究带来很大麻烦。虽然美国等国家有一些医药公司与大学和研究机构合作开发一氧化碳的临床应用，但中尾笃典认为前景不容乐观。

就在中尾笃典正在思考“是否有其他气体可以代替一氧化碳应用在临床上”这个问题时，来自东京日本医科大学老年病研究所太田成男教授课题组在《自然医学》上发表了氢气对器官保护效应的论文。太田成男小组的论文中提到，氢气能中和有毒自由基，对体外细胞和缺血的脑组织具有极大的保护效果。

中尾笃典教授一直从事气体生物学效应研究，关于气体效应研究的设备实验室一应俱全，他拥有研究一氧化碳等气体的各种研究条件和方法，只需要把一氧化碳换成氢气，就可以开展研究了。中尾笃典教授刚开始就对太田教授的研究结果非常怀疑，但怀疑需要拿出证据来，一向严谨的中尾笃典教授不想放弃这个机会。尽管是以怀疑开始，最后是以吃惊结束，他们自己也观察到难以让人相信的结果。氢气的生物学效应实在好的不可思仪。

二、系统研究氢气的器官保护效应

匹兹堡大学是北美器官移植中心，在器官移植的基础和临床研究方面国际领先。中尾教授是国际上研究一氧化碳保护器官移植损伤领域的著名学者。10多年来中尾教授一直在匹兹堡大学是北美器官移植中心从事一氧化碳器官保护效应的基础和临床研究。现在遇到了氢气，初步观察效果惊人，于是就决定将氢气保护器官移植损伤作为主要方向之一。

器官移植过程中，遇到的首要问题就是器官保护，比如从纽约获得的捐献器官，如果运输到旧金山给接受的患者移植，在这期间，器官是没有血液供应的状态，或者说器官处于缺血状态。而当器官移植给患者后，血液恢复供应，就是一种再灌流过程。科学研究早就证明，无论是缺血，还是缺血后的再灌流，都可以引起器官损伤。因此对器官缺血以及缺血再灌流损伤的防护，是器官移植研究中关心的核心问题之一。过去的研究发现，缺血以及缺血再灌流损伤过程中，组织大量产生的活性氧是导致损伤的关键问题。

另外，早产婴儿出生后，由于从子宫到外界环境中氧气浓度的巨大差异，会导致器官组织中活性氧的大量增加，某些对活性氧特别敏感的器官例如眼睛中的视网膜，可能会因为氧气的这种毒性而导致损伤，甚至可以引起致盲的严重后果。

器官移植损伤和氧气的毒性都是中尾教授比较熟悉的研究课题，过去也有学者曾经采用抗自由基的策略，研究自由基清除剂对器官移植损伤和氧中毒的保护效应。但是根据太田成男教授的研究论文，过去人们采用的自由基清除剂，由于没有选择性，会将那些对人体十分有用的自由基，例如一氧化氮一起中和，不仅不能发挥治疗疾病的作用，甚至有可能会带来危害。而许多大规模的流行病学调查结果也证实，长期服用维生素类抗氧化物质，不仅不能提高健康水平，甚至有提高肿瘤发病率的危险。现在越来越多的研究也发现，许多自由基是维持细胞和机体健康的重要物质。不加选择地清除自由基可能危害健康。更合理的抗自由基方式是通过适当增加氧化应激水平，例如适当运动，口服一些弱氧化剂，或者用选择性抗氧化的方法。而氢气就是目前被证实的唯一具有选择性抗氧化的最理想抗氧化物质。

这时候，中尾注意到一些日本学者和日本企业开始用水作为氢的载体，给动物和人使用也获得了理想效果。作为气体研究领域的专家，他立刻注意到这个方法存在的问题，水并不是氢气的理想载体，为什么也能产生理想的效果。不过作为严谨学者，仍需要用研究证据来说话。他迅速开展了服用氢水的系列研究，结果再次让他吃惊，服用氢水也同样可以达到呼吸氢气一样的治疗效果。

由于氢水可以开发成为商品用于销售，这里蕴藏着巨大的商业机会，许多从事氢气相关产品的企业相继请教和咨询中尾教授，作为一个负责的学者，他在立足于科学证据的基础上，先后给许多企业提供了帮助，在这个行业内，他是受人尊敬的学者。（他把一些日本企业介绍到中国，根据我的经验，他介绍的企业的产品都是能经受考验的）。

在他的实验室，已经先后发表多篇具有里程碑价值的文章，例如最早证明呼吸氢气对抗小肠移植损伤的研究，证明氢气具有抗炎症效应，氢水长期饮用能预防肾脏移植导致的肾病，氢气对抗慢性氧中毒肺损伤和诱导Nrf2系统启动内源性抗氧化效应有关，氢气联合一氧化碳对心脏移植损伤的保护可以进一步强化，氢水能改善肝癌放射治疗患者的生活质量，氢气能延长早衰老动物寿命，氢气能对抗动物代谢综合征相关指标等一系列的研究。

三、对氢气生物学的研究展望

中尾教授关于氢气生物学效应的研究受到NASA的关注，NASA也曾经邀请他进行这方面的报告。航天飞行过程中，来自宇宙射线的危害是人类难以克服的障碍，航天非常由于宇宙射线的影响，宇航员可能会发生组织癌变、中枢神经系统功能紊乱、白内障等，因此宇宙射线损伤也一直是美国国家航空航天局NASA重点探索的问题。

由于NASA的研究涉及一些国家秘密，中尾教授不能透漏详细内容，不过他认为，将氢气保护效应用于辐射损伤防护，将不仅是航天过程关心的问题，也是临床上放射治疗副作用，和平时期放射环境损伤需要关心的问题，他相信氢在这一领域可发挥特殊的作用。

关于氢气效应研究面临的困难，中尾教授对此有自己的看法。如果最终让大家广泛接受和认可，必须从有效性的现象观察中，转到弄清楚为什么有效的研究中。或者说不仅要告诉别人氢气能预防和治疗疾病，而且要告诉大家为什么氢气有这样的作用。尽管这方面的研究会遇到各种障碍，但他相信前景是光明的。

关于活性氧的作用和研究，一般比较容易受到大家的怀疑，因为人们对活性氧的生物学效应存在许多错误的认识，而且也存在许多未知领域，而氢气作为一种理想的抗氧化物，遇到一些怀疑是必然的，这就要求我们从事这方面研究的学者，必须拿出更加可靠，更加深入系统的研究证据，只有这样，我们才能一步步走向学术前台，将氢气的研究价值真正在保护人类健康过程中发挥出效应。

另外，虽然氢气的生物学效应以抗氧化的面目出现，但是从目前研究的情况看，氢气的效应远超过人们的想象，氢气作为一种简单独特的气体，可能会存在比较复杂的效应，例如对基因表达的影响，对各类激素的影响，对细胞死亡、分化和增殖等的作用，甚至于存在现代生物医学不了解的效应方式。