有證據表明，在香煙煙霧誘導的COPD的小鼠模型中，給予氫氣具有保護作用【9】。衰老標記蛋白30敲除小鼠暴露於香煙煙霧中八周。然而，給予氫氣水可以顯著降低肺部的破壞指數，並顯著減輕香煙煙霧引起的肺部順應性降低。從機理上講，據報道，氫分子減少了DNA氧化標誌物，如磷酸化組蛋白氫氣AX和8-羥基-2′-脫氧鳥苷酸的水平，並降低了衰老標記物的水平。

在試點研究中，氫氣吸入可改善支氣管哮喘和COPD患者的氣道炎症【7】。早期發表的病例報告表明，補充富含氫的水（富氫水）可使COVID-19樣症狀的患者在給藥後45分鐘內血氧飽和度增加【10】。受試者患有慢性缺氧，血氧飽和度在91%至93%之間，下肺有持續性纖維化。儘管接受100毫克尼達尼布治療45天，同時服用200毫克輔酶Q10、5毫克阿哌沙班和瑞舒伐他汀，但血氧飽和度仍沒有改善。隨後給予該患者每日兩次高濃度氫氣水治療。採用氫氣治療與增加血氧飽和度、增加運動耐量和改善生活質量有關【10】。然而，目前關於氫氣在各種慢性肺部疾病中的臨床療效的知識還存在差距【7】。例如，富氫水是否對氣流受限的人類疾病具有治療作用。這項初步觀察性研究旨在調查氫氣在慢性肺病患者中的作用，尤其是COPD。

2. 受試者和方法

10名印度族慢性肺病患者（7名男性，3名女性；年齡63.1±8.3），其中COPD（n=7）、支氣管哮喘（n=2）和慢性肺結核（n=1），血氧飽和度<95%，前瞻性觀察氫氣對慢性肺病臨床參數的影響。本調查、回顧記錄和出版已獲得印度莫拉達巴德Halberg醫院和研究所倫理委員會的許可（協議#15012022）。患者記錄來自該醫院的內科部門。患者記錄是從這家醫院的內科部門獲得的。由於支氣管哮喘、COPD或肺纖維化無法治癒，所有患者都被建議接受氫氣治療以獲得可能的好處。每位患者（n=10）均獲得氫氣治療的知情同意。

入選本前瞻性觀察研究的患者標準是，他們對7-10天的傳統治療沒有反應。也就是說，他們的血氧飽和度仍然低於94%。治療包括抗生素、抗過敏藥物（氯苯那敏或非諾洛定）和孟魯司特、支氣管擴張劑（沙丁胺醇、福莫特羅）和布地奈德（布地奈德）霧化器標準劑量。記錄了臨床和放射學數據以及過去的家族病史。通過血氧儀測量血氧飽和度，通過數字自動血壓記錄器測量血壓。

慢性呼吸衰竭的診斷標準基於咳嗽、呼吸困難發作史，伴有或不伴有低熱、肺功能下降、第一秒用力呼氣量（FEV 1）<50-80%，與血氧飽和度<95%相結合，以及放射檢查顯示肺實質纖維化。FEV1表示一個人通過肺活量計在1秒內從肺部擠出的空氣量。沒有詳細的肺功能測試數據可用。

研究記錄了包括體重、體重指數和血壓在內的臨床數據（表1）。記錄了參與者右臂的血壓測量值，特別是與Korotkoff音第五階段相對應的收縮壓和舒張壓。這些測量值是在坐姿休息5分鐘後進行的。為此採用了一個標準水銀血壓計，所有評估均由所有受試者中一位始終如一的醫生進行。

此外，由專業醫療人員獨立測量參與者的體重，參與者需穿著內衣，記錄結果到最接近的0.5kg。站立時測量參與者的腰圍和臀圍。高血壓根據既定指南診斷，其中收縮壓讀數等於或高於140mmHg和舒張壓讀數等於或高於90mmHg被認為是高血壓的指標，與相關機構的建議一致。

我們還監測了標準生化數據，包括空腹血糖、硫代巴比妥酸反應物質(TBARS)、丙二醛(MDA)、二烯丙基化合物、維生素E和C以及亞硝酸鹽。這些數據是通過分光光度法測量的，使用UV-VIS分光光度計(印度電子公司，海得拉巴，印度)，如以前所述[5]。這些數據在基線時測量，並在氫水飲用4周後再次測量。

氫水飲用管理

氫水是用產生氫氣的片劑製備的，該片劑與水反應產生氫氣，反應如下(Mg + 氫氣O氫氣+ Mg(OH)2，如以前所述[5，9]。簡而言之，將一片藥片溶解在200-300毫升的水中(早上3片，晚上2片)。參與者被指示在藥片溶解後立即吞下水。產氫片劑由加拿大新威斯敏斯特的富氫水天然保健品公司供應。氫氣總攝入量估計為> 10 微摩爾/日。根據氣體色譜法的結果，水中氫濃度在250毫升時達到峰值~8 mM，來自氫氣 Analytics(亨德森，內華達州，美國)。

3. 統計分析

研究結果

表1列出了包括年齡、性別、血壓在內的臨床數據。年齡在53至67歲之間，其中8/10的參與者為男性。COPD的發病率為70%（n=7），另外還有參與者患有支氣管哮喘（n=2）和慢性肺纖維化肺結核（n=1）。一半的患者患有高血壓（BP≥140/90 mm Hg），兩名患者患有邊緣性糖尿病（隨機血糖≥126 mg/dL）。除一人外，所有患者（90.0%）都有吸煙史，每天10至15支香煙，持續5至15年。

放射檢查顯示，支氣管血管明顯突出，肺部過度膨脹，看上去比正常人大。一名患有肺結核的患者在肺部出現白色陰影。

表2顯示了10名患者在接受氫水治療4周後，分別在5分鐘、30分鐘和45分鐘的氧飽和度。其中7名患者在氫氣治療後氧飽和度有所改善。然而，一名患有肺結核和肺纖維化的患者以及兩名患有COPD的患者沒有得到任何益處。

表3顯示了氫水對各種血漿生物標誌物的影響。夜間血糖、硫代巴比妥酸反應物質（TBARS）、丙二醛（MDA）和二烯丙基化合物在氫氣治療後顯著下降。然而，維生素E、維生素C和亞硝酸鹽水平在氫氣治療4周後顯著增加。

4 討論

慢性阻塞性肺病(COPD)和其他肺部疾病的標誌性特徵是氧化應激增加和抗氧化劑與氧化劑平衡失調[1，2]。改善抗氧化狀態和防止氧化應激可能有助於減輕COPD症狀、阻止疾病進展並使身體恢復[2，3]。氫分子是一種新型抗氧化劑，可以幫助防止氧化應激[5，8]。此外，由於氫分子體積小、性質中性和非極性，可以很容易地穿透細胞和線粒體的生物膜[8]。重要的是，即使在非常高的濃度/劑量下，氫氣也沒有已知的毒性副作用[5，6]。早在20世紀40年代，就有許多研究表明氫氣具有生物安全性，當時氫氣被用於預防深海潛水時的減壓病[6]。氫氣也是由腸道微生物在代謝非消化性碳水化合物時自然產生的[6]。因此，氫氣作為一種獨特的天然和安全抗氧化劑，在防治各種疾病方面發揮著重要作用。

這項研究表明，在患有缺氧（氧飽和度<95%）的慢性肺病患者中使用富氫水（富氫水）治療，對大多數患者（n=7，70.0%）的氧飽和度改善有益。除了觀察到的症狀和氧飽和度改善外，氧化應激參數如硫代巴比妥酸反應物質（TBARS）、丙二醛（MDA）和二烯共軛物也顯著下降。根據這些影響，抗氧化劑、維生素E和C在富氫水治療後顯著增加。這些結果表明，氫氣的給藥可能有助於減輕氧化應激。可能存在幾種方法來解釋這些關於氧化生物標誌物的觀察結果。氫氣的抗氧化活性可能阻止了維生素A和C的氧化，這會導致它們在血漿中的濃度增加。或者，氫氣可能具有改善的抗氧化/氧化還原循環，從而提高了抗氧化劑對抗氧化應激的可用性[6]。有人提出，氧化應激的增加與組織中可用抗氧化劑的消耗增加有關，內源性抗氧化劑如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和銅藍蛋白以及外源性抗氧化劑（如維生素A、E、C和β-胡蘿蔔素、輔酶Q10等）的減少有關[3,4,5]。然而，攝入更多的抗氧化劑可能會導致內源性和外源性抗氧化劑的增加，因為它們不會因氧化應激而增加消耗[3,4,5]。

由於氫氣是一種潛在的抗氧化劑和抗炎劑[5，6，7，8]，補充富氫水可能減弱了過度的氧化應激，從而防止了抗氧化劑狀態下降。肺組織中氧化應激和炎症的減少可能是症狀改善和氧飽和度提高的原因[7，10]。

最近的一項初步調查中，向包含10名哮喘患者和10名慢性阻塞性肺病（COPD）患者的隊列提供了含有2.4%氫氣的氣體混合物，通過吸入給藥持續45分鐘[7]。在單次氫氣吸入後，COPD組（564.70-451.51 pg/mL，p = 0.019）和哮喘組（386.39-332.76 pg/mL，p = 0.033）的單核細胞趨化蛋白1水平均顯著降低。值得注意的是，在哮喘組中，白細胞介素（IL）-8水平也顯著降低（5.25-4.49 pg/mL，p = 0.023）。此外，在COPD組中，呼出氣冷凝物（EBC）中可溶性分化簇40配體濃度在氫氣吸入後增加（1.07-1.16 pg/mL，p = 0.031）。相反，COPD組（0.80-0.64 pg/mL，p = 0.025）和哮喘組（0.06-0.05 pg/mL，p = 0.007）在氫氣吸入後，EBC中的IL-4和IL-6水平顯著降低。這些結果表明，單次45分鐘的氫氣吸入有可能改善哮喘和COPD患者的氣道炎症狀態[7]。

吸入2.4%的氫氣相當於根據亨利定律預測的血中氫氣濃度約為17 µM。然而，我們的研究使用的是氫氣水給藥，這是一種不同的給藥方式。儘管如此，根據攝入大約兩毫摩爾的氫氣，預計血中氫氣的濃度將達到25 µM至超過50 µM。這種濃度已經在細胞培養研究中顯示出顯著降低毒性羥基自由基的效果，通過減少氧化形式的2-[6-(4'-羥基)苯氧基-3H-xanthen-3-on-9-基]苯甲酸酯（HPF）發出的螢光信號來評估[8]。然而，儘管這個令人印象深刻的結果，由於與更豐富的內源性抗氧化劑相比反應速率常數較慢，很難想像氫氣如何與羥基自由基反應以在動物和人類研究中提供任何生物學益處[5,8]。最近的一項報告可能可以解釋這種明顯的矛盾，該報告確定了鐵卟啉作為氫氣的氧化還原傳感器和生物催化劑[11]。研究發現鐵卟啉富含於線粒體、紅細胞中的細胞色素等組織中，因此廣泛分布在整個身體中。通過1H NMR和FTIR分析證實了血紅素與氫氣之間的反應。通過這種方式，鐵卟啉可以作為生物催化劑增加氫氣與強氧化劑之間的反應速率。此外，作者報告說鐵卟啉的結構可以誘導氫氣將CO2還原為少量的一氧化碳，已知一氧化碳具有許多治療性生物效應。此外，還表明血紅蛋白中的鐵卟啉可以催化誘導分子氧氣還原為水。

氫氣產生CO和減少O2的發現表明氫療法可能會降低氧氣水平[11]。然而，這與我們的研究和之前的調查相矛盾，其中氫療法與氧氣水平升高有關[7,10]。這可能可以通過一項最新研究得到解釋，該研究表明在慢性心力衰竭的大鼠中，吸入氫氣導致紅細胞ATP產生增加[12]。該研究還發現2,3二磷酸甘油酸水平升高，從而改善了血液的微循環和氧氣運輸功能[12]。

COPD包括慢性支氣管炎、肺氣腫和小氣道阻塞，主要是由於環境暴露（主要是吸煙）引起的。對於有家族哮喘和其他肺部疾病史的患者來說，遺傳因子可能與吸煙相互作用，導致許多人群中的許多患者發展出COPD。也有可能是宿主因素如西方飲食、睡眠障礙和酗酒與環境污染相互作用，增加了患上慢性呼吸道疾病的可能性[1,2]。導致呼吸系統疾病的主要致病因素包括感染和炎症、蛋白酶和抗蛋白酶失衡以及氧化應激，這些因素會壓倒抗氧化防禦機制。此外，活性氧物質在急性疾病發作中起著關鍵作用[1,2,3,4]。COPD和其他聯合氣道疾病的主要特徵是對感染或過敏原誘導損傷的異常反應，導致慢性炎症並隨後激活肺部的巨噬細胞、嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞和成纖維細胞。吸煙或污染會導致體內組織中氧化劑和抗氧化劑之間的正常平衡發生偏移，影響肺部和全身系統的氧化應激。在香煙煙霧中，氧化劑可以直接損傷細胞和組織，抑制防禦機制並引發炎症，進一步加劇氧化應激[3,4]。COPD和支氣管哮喘的複雜性需要一種多靶點的治療策略，可以影響肺部組織的炎症。未來對於各種慢性呼吸道疾病的綜合治療中，可能包括抗氧化劑補充劑如氫療法和飲食抗氧化劑。

這項研究還發現，血清中的亞硝酸鹽水平增加，表明一氧化氮（NO•）的產生增加，而一氧化氮具有炎症和抗炎作用[13]。在一項更大的研究中，我們還發現，在接受氫氣治療後，血清亞硝酸鹽水平顯著增加，從0.63 ± 0.06降至0.68 ± 0.06 μM [14]。在硝化或氧化應激期間，亞硝酸鹽的下降也可能發生，導致血液中亞硝酸鹽的減少。然而，由於與超氧陰離子自發反應形成有毒的過氧化亞硝酸根，NO•水平的增加也可能加劇硝化應激[13]。這些代謝變化會降低一氧化氮的半衰期，導致NO•的好處減少和細胞損傷。與傳統的抗氧化劑和抗炎藥物不同，氫氣表現出獨特的抗氧化和抗炎特性。它的作用特點是選擇性地減少過度的炎症並減輕有毒的氧化劑，同時保留關鍵的信號活性氧物質（ROS），如NO•。有研究表明，氫氣治療可能通過增加其循環半衰期來調節NO•的產生，增強NO•的生物活性，甚至通過增加cGMP水平來模擬NO•的作用[13]。此外，氫氣還可以防止過氧化亞硝酸根的形成，並減少NO•代謝的不良影響，例如降低硝基酪氨酸水平[13]。富氫水治療還可以提高慢性缺氧患者的運動耐力[10]。最近，由於其潛在的抗氧化和抗炎作用，氫氣已被建議用於治療COVID-19以及COPD[18]。

在中國一個涉及10個中心的隨機、雙盲、安慰劑對照試驗中，患者（每組n=54）被隨機分配接受氫氣/氧氣療法或僅接受氧氣治療[18]。患有急性加重期慢性阻塞性肺病（AECOPD）且呼吸困難、咳嗽和痰液量表（BCSS）評分至少為6分的患者被隨機分配接受氫氣/氧氣療法或僅接受氧氣治療。氫氣/氧氣組的BCSS評分改善明顯優於僅接受氧氣治療組（-5.3 vs. -2.4點；差異：-2.75 [95% CI -3.27至-2.22]，表明優越性）。其他時間點從第2天到第6天也有類似的發現。咳嗽評估測試得分在氫氣/氧氣組中顯著降低（-11.00 vs. -6.00, p < 0.001）。相反，肺功能、動脈血氣水平、無創氧飽和度和其他各項終點的變化在兩組之間沒有顯著差異。然而，與我們的研究結果類似，對符合方案集的分析確實發現，SpO2的變化（p < 0.0001）在兩組之間存在顯著的組間相互作用。在氫氣/氧氣組中報告了34例（63.0%）急性加重病例，而在氧氣組中有42例（77.8%）。這項試驗表明，氫氣/氧氣療法在急性加重期慢性阻塞性肺病患者中優於氧氣療法，且具有良好的安全性和可耐受性[18]。

COPD是世界上最常見的慢性疾病之一[1,2]，與低級別全身性炎症有關，表現為促炎細胞因子、活性氧物質（ROS）和活性氮物質的產生增加[3,4]。除了這些促炎分子外，二十碳五烯酸、內源性抗氧化劑、抗炎細胞因子以及特定的長鏈多不飽和脂肪酸（PUFA）及其抗炎衍生物（包括脂質素、保護素、馬來酸酐和硝基脂質）的缺乏也可能存在。在這些病症中觀察到的促炎和抗炎因素之間的失衡表明，旨在抑制不必要的炎症同時促進抗炎生物活性脂質的合成或效力的治療策略可能為預防和管理COPD以及其他慢性疾病的提供有價值的貢獻[14]。有可能氫氣治療通過減少自由基引起的損傷來降低炎症，這可能會減少缺氧並延遲需要氧氣治療的時間。

目前醫學療法在逆轉COPD患者嚴重呼吸衰竭方面的能力有限。慢性阻塞性肺病急性加重，導致持續高碳酸血症，可能導致需要早期再次住院，死亡率更高[19]。氧氣療法似乎會引起高碳酸血症，這是慢性阻塞性肺病患者常見的併發症[19]。有證據表明，無創通氣可以改善慢性阻塞性肺病和急性呼吸衰竭患者的預後[19]。因此，氫氣等替代療法可能會改善氧氣療法的效果。被稱為醫用氣體的藥物氣體分子，包括氧氣、一氧化氮、氫氣和氦氣，正成為治療慢性阻塞性肺病的新型和創新性治療工具[17,20]。有趣的是，一項對照試驗表明，一氧化氮治療可以降低慢性阻塞性肺病患者的肺動脈高壓[21]。除此之外，在嚴重的慢性阻塞性肺病中，氦氣吸入療法可以通過降低氣道中的氣流阻力以及呼吸功來幫助逆轉氣流阻塞[20,22]。已知氦氣具有低密度和分子量（MW）。然而，分子量較低的氫分子被認為是一種潛在的治療方法，可用於預防和治療許多疾病，因為除了其快速擴散外，它還具有保護性抗氧化、抗炎、抗凋亡作用[23,24]。研究表明，氫氣作為最輕和最小的氣體分子，具有獨特的抗氧化功能，可以改善肺功能[7,24,25]。因此，有人提出吸入氫氣/氧氣混合物可能是COPD的替代療法[7,15]。氫氣/氧氣療法在氣管狹窄患者中的療效已經得到證實[26]。

在急性加重的COPD患者中，氧氣和氫氣吸入的組合可能是有益的，但如本初步研究所示，使用富氫水可能更方便。然而，儘管在本研究中富氫水的療效明顯且具有良好的耐受性，但仍需要進一步的研究。例如，應在不使用其他治療的情況下單獨評估富氫水的療效。由於本研究的觀察性較強，這一目的無法實現，我們也不願冒疾病惡化的風險。此外，由於本研究樣本量較小，在解釋這些結果時應謹慎。最後，除較大樣本的雙盲安慰劑對照研究外，還應比較富氫水療法與H₂吸入療法用於COPD患者的療效，尤其對於液體攝入種類受限的COPD患者，通過富氫水給與足夠的H₂可能比較困難。這一點可能十分重要。

5 結論

總之，本研究表明，連續4周使用富氫水治療可以顯著降低慢性肺病患者的氧化應激，同時提高氧飽和度。然而，在得出關於富氫水療法益處和療效的強有力結論之前，需要進行更大規模的雙盲、安慰劑對照設計的研究。此外，應比較富氫水和氫氣吸入療法的效果，以及是否需要氧氣。

免責聲明：本文轉載自氫思語，納諾巴伯氫友會不對其科學性、有效性等作任何形式的保證。若內容涉及健康建議，僅供參考勿作為健康指導依據。溫馨提示：氫氣不是藥物，不能代替藥物治療疾病。