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【氢气生物学】氢气生物学:研究现状和展望
醉卧青云 2015-11-22
导语

小编:不看本文你不会失去什么,看了本文你将会了解一个正在蓬勃发展的新领域。

一个新兴研究领域

2007年,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》发表氢气选择性抗氧化治疗脑缺血论文,关于氢气生物医学研究逐渐成为研究热点。在氢气对多种疾病治疗机制和临床治疗效果方面,基础和临床研究学者先后发表600多篇研究论文。中国学者在这氢气生物医学领域的贡献十分突出,发表论文数量超过50%,从2010年后,相关研究先后获得40多项国家自然科学基金资助,在植物效应研究和临床研究方面也有突出贡献,已成立全国性学术组织,在宣传氢气医学生物学效应科普教育等方面也进行了努力。

自从2014年成立中国氢分子生物医学学术委员会1年多来,在医促会领导会帮助下,围绕学会建设,在团结和帮助该领域开展基础和临床研究,以氢气生物效应机制和临床研究为重点,开展了许多有成效的工作。未来我们将继续在机制和人体效应这两个方面加强支持力度。

研究进展

国际上,氢气生物医学仍然是以日本和中国学者的研究为主,欧洲和美国相继新增一些研究单位加入这一领域,但总体上仍然以老面孔为主,新生力量不够。

从研究水平上看,非常突出研究成果少见。在基础理论研究方面日本学者比较重视间接效应的研究,围绕疾病治疗的分子机制方面的研究不断推进。中国学者在呼吸高浓度氢气方面开辟了新的研究方向,泰山医学院秦树存教授课题组在氢水治疗血脂异常方面再次发表重要研究论文,发现饮用氢水数月能降低低密度脂蛋白。虽然氢水对高密度脂蛋白的影响相对较小,但能提高ApoM蛋白水平,保护高密度脂蛋白功能,研究结果对氢水治疗人类代谢综合症提供了重要证据支持,为将来开展长周期大规模多中心双盲临床对照研究奠定了重要基础。南京农业大学崔瑾教授课题组在氢气水促进蔬菜品质方面的研究有了比较好的开端。

产业化不断加强

学会在产学研相互促进方面也不断前进。学术和产业化相互促进,是学会的重要责任和工作。在氢气相关产品开发方面,国内参与氢气健康产品研究开发和销售的企业 数量不断增加,企业档次和规模也逐渐提升,少数年度销售百亿的大型国际化企业也开始涉足这一领域,并积极与学术领域进行紧密合作。

氢气生物医学的特色和基础是转化应用的同期发展,这一趋势为未来该领域的持续繁荣提供了重要经济土壤。由于中国学者在氢气植物效应研究方面独特性,一些企业也开始将这一技术向 实用农业技术上推广,氢气作为一种简单安全经济的手段,将有望在绿色农业方面发挥重要作用。

展望

氢气生物学领域存在的最重要问题,一是效应基础不明确,二是应用方面效果不足够确定。因此关于氢气效应的机制研究和临床效应确认仍然是目前最重要的问题。氢气效应机制研究方面仍然存在许多困难和问题,明确的问题也正是推动科学领域发展的内在动力。作为一种与应用密切关联的研究领域,临床效应确认和应用技术开 发是这一领域生命力的重要基础,也是对推动氢气医学繁荣的重要社会和经济动力。

1、在基础效应方面,我认为应重点从三个方面考虑。

一是充分利用最新研究技术。可借用最新生物研究技术,尤其是各种组学研究,用这些手段寻找氢气的效应靶点,研究氢气的突出效应标志分子,为深入研究提供重要线索和条件。

二是重视间接效应研究。氢气最早期研究起源于抗氧化或选择性抗氧化,其实氢气不能长时间停滞在 组织和细胞内,氢气效应更可能属于间接效应。日本学者最近发现氢水能通过影响胃黏膜细胞分泌饥饿素发挥神经保护作用,就是典型的间接效应。其实我们通常说的分子机制,本质就是间接效应,只是表达方式的不同。开展间接效应研究,个人认为比较重要的方法是进行预适应研究,预适应是一种研究范式,也是研究策略, 对氢气效应机制研究可以看作研究策略。关于饥饿素效应的研究,日本学者就发现连续3日 喝氢水能明显促进饥饿素的释放,本质上就是一种预适应的研究模式。

三是剂量效应的研究。要开展剂量效应研究,作为一种气体,尤其是一种难溶性气体,建立大剂量给药方法是一个困难问题。虽然可以用过饱和如纳米气泡技术增加溶液中氢气浓度,但这种方法提高剂量的潜力有限。增加剂量方面更容易实现的方法是呼吸高 浓度氢气混合气体,呼吸高浓度氢气存在一定安全隐患,临床应用前必须进行安全性研究和技术防范。小型动物实验没有破坏性影响,相对容易实现,因此应该首先开展小动物的高浓度氢气效应研究。另外一种方法就是利用潜水高气压原理,呼吸高分压氢气低分压氧气混合气,也能安全实现大剂量使用氢气的目的。

2、临床和应用研究方面,也应该从三个方面考虑。

一是重视研究规模和小样本效应确认的关系,对未经过临床验证的疾病,可以进行不十分严格的小样本初步研究,目的 是扩大研究范围,发现和确定新的目标治疗疾病。对目前已经发现有治疗效果的疾病,应该积极采用多中心大样本量双盲对照研究,以进一步扩大研究战果,争取能 早日确定某种确实有效的疾病类型。这方面忌贪多求全,因为现实是没有任何一种疾病有确定性疗效的证据,只要有一种疾病被确定,就是氢气研究领域的突破性进展。开展大规模研究的主要瓶颈是研究者素质和平台资源,包括患者资源和经费条件。

二是重视安慰剂对照条件投入,氢水需要有不含氢气的安慰剂对照,呼吸氢气 的设备也需要有不含氢气的设备,这方面需要企业与学术上的密切配合。

三是应该不断创新,开辟新的研究领域,尤其是在相关产品开发,在新的应用领域如农业技 术方面,可从多角度寻找突破。

氢气生物医学在学术和应用领域的发展形势喜人,但存在的问题也十分明显,我们未来努力的方向是明确的,只要我们聚焦于问题,不断努力,相信我们将拥有美好的明天。

(本文原创,作者孙学军教授,氢气生物医学专业委员会主任委员,授权发布,如若转载,请注明e科网)

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作者 醉卧青云

博士生

哈尔滨工业大学

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