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气体信号分子，包含一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)和硫化氢，已然被证实拥有癌症治疗潜能，这为癌症治疗指出了新的方向。近年来，一系列科研证实，氢气这种弱还原性气体亦对各样癌症拥有治疗效果，并且能够缓解放疗和化疗导致的氧化应激，减少组织损害和免疫控制，从而改善预后。同期，氢气还拥有免疫调节功效，能够抑制T细胞耗竭并加强T细胞的抗肿瘤功能。值得重视的是，人类肠道菌群每日能够产生海量的氢气，这作为维持机体抵抗疾患如肿瘤的自然屏障。尽管氢气潜在的抗肿瘤机制仍需进一步科研，但先前的科研已然显示，氢气能够选取性地清除高毒性的活性氧物种(ROS)，并控制癌细胞中各样依赖ROS的信号通路，从而控制癌细胞增殖和转移。氢气清除ROS的能力亦可能是其免疫调节功能的潜在机制。在本文中，咱们回顾了肠道菌群产生的氢气对机体免疫稳态的要紧性，氢气在癌症治疗中的功效及其潜在机制，以及氢气的详细应用，为癌症病人的综合治疗供给新的思路。
该综述作者重点来自复旦大学中山医院癌症科研中心
Zhou W, Zhang J, Chen W, Miao C. Prospects of molecular hydrogen in cancer prevention and treatment. J Cancer Res Clin Oncol.2024 Mar 31;150(4):170.
Prospects of molecular hydrogen in cancer prevention and treatment | Journal of Cancer Research and Clinical Oncology (springer.com)
1、前言
按照世界卫生组织(WHO)的最新统计数据，癌症在全世界183个国家中的112个国家是引起死亡的第1或第二大原由，对人类健康构成为了严重威胁。整体而言，全世界癌症的发病率和死亡率的包袱还将继续增多。日前，手术仍然是治疗实体瘤的重点办法，辅以放疗和化疗，包含多种细胞毒性药品、酪氨酸激酶控制剂，以及免疫疗法，如免疫检测点控制剂，例如抗程序性细胞死亡1（PD-1）、抗程序性细胞死亡配体1（PD-L1）和抗细胞毒性T淋巴细胞关联蛋白4（CTLA-4）抗体。然而，这些办法在癌症治疗中常常未能取得令人满意的临床效果。
气体信号分子是小分子气体，经过调节信号转导影响细胞生物学，例如一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)。科研证实，多种气体信号分子拥有抗肿瘤特性，能够直接运用或作为特定代理制品用于抗癌治疗。
近期的科研证实了氢气(H2)是另一种在癌症治疗中表示出有趣潜能的气体信号分子。自1975年Dole等人发掘高浓度的H2能够治愈移植小鼠皮肤的鳞状细胞癌败兴，众多实验室和临床科研已然证实H2对各样癌症都有效。另外，H2与放疗和细胞毒性药品等抗癌疗法有效协同功效，减少对身体的损害并改善病人预后。
在2007年的一个里程碑式科研中，Oshawa等人发掘H2能够选取性中和高度有毒的活性氧物种(ROS)（羟基自由基·OH和过氧亚硝酸盐ONOO–），而不影响其他生理性ROS。H2的ROS清除能力可能是其抗肿瘤活性的重要潜在机制。然而，因为缺乏其他气体信号分子所拥有的特定受体，氢气在肿瘤治疗中的潜在机制仍存在争议。在这篇综述中，咱们首要讨论了生理前提下肠道菌群代谢H2对人身体环境稳态的要紧性。而后咱们讨论了H2经过其独特的抗氧化能力进行抗肿瘤功效的机制，以供给氢气在肿瘤治疗中功效机制的全面解释。最后，咱们讨论了H2不同应用模式的详细功效，并探讨了氢气在临床肿瘤治疗中应用的前景。
2、抗肿瘤屏障：肠道菌群产生的氢气
在正常的生理前提下，成人肠道微生物群每日能够产生海量的H2，这些H2能够调节肠道菌群及其代谢产物的平衡，这针对人类的免疫稳态至关要紧。这显示H2是身体的自然抗肿瘤屏障，并为其临床运用供给了新策略。
2.1肠道中的H2代谢
肠道产氢菌重点利用各样不可消化的碳水化合物做为底物进行厌氧氧化能量生产，包含淀粉、纤维素和有些糖类。这个过程能够产生海量的H2，它被氢营养菌快速吸收和利用。H2参与这一系列反应做为电子传递体，并且是肠道菌群存活和增殖的要紧能源物质。大部分未被菌群运用的H2经过呼气和肛门排出，其余的能够进入循环或穿透肠腔和腹膜进入腹腔。
氢气营养菌重点包含还原性产醋菌、硫酸盐还原菌（SRB）和产甲烷菌，它们分别将H2氧化成醋酸、H2S和CH4。肠道中的H2浓度不仅被动地响应这些菌群的平衡，还经过氢分压（pH2）掌控产氢菌和氢营养菌的平衡。例如，一项科研发掘，富氢水（HRW）弥补剂明显控制了机会主义致病大肠杆菌E. coli的扩张，并经过调节肠道菌群的H2代谢增多了身患结肠炎的小鼠的肠道完整性。
科研证实，肠道菌群失调能够影响全身多个器官癌症的出现和发展，包含结直肠癌。尽管产氢和氢营养微生物涵盖了大部分肠道菌群，但其中包括的菌群的详细形态和代谢差异很大，缺乏适当的归类学，因此呢直接科研肠道H2代谢与癌症之间关系的文案很少。有些科研调查了氢化酶的基因组和宏基因组分布，氢化酶是催化H2氧化和演化的可逆酶，以认识更加多关于H2代谢对肠道生态系统的贡献。按照结合金属辅因子的不同，Greening等人确定了4组（22个亚组）[NiFe]-氢化酶，3组（6种同工型）[FeFe]-氢化酶，以及一小群[Fe]-氢化酶。这种氢化酶多样性支持了肠道菌群的重要代谢途径，如基于H2的呼气、发酵和固碳过程，反映了H2代谢在维持微生物生长和存活中的范围。到日前为止，作者指出大都数关联科研仅关注氢化酶系统生长树的几个分支和广泛微生物树中的一小部分生物。
然而，很容易发掘，肠道菌群产生的H2能够参与调节与致癌功效关联的各样菌群代谢产物，例如H2能够清除ROS并促进短链脂肪酸（SCFAs）的产生。例如，一项科研显示，经过调节肠道菌群的构成，口服HRW能够在小鼠的盲肠内容物和循环中促进SCFAs的产生。
相比之下，高SRB和含硫蛋白膳食与结肠癌的发展相关，这可能会破坏细胞色素氧化酶，控制丁酸利用，阻断粘液合成，并经过产生H2S导致DNA甲基化。另外，肠道菌群过度产生H2S在肠道肿瘤的出现和发展中起着要紧功效。矛盾的是，各样含硫膳食已被证明拥有长时间的抗肿瘤特性，如大蒜和十字花科蔬菜。咱们认为部分原由是在不同的膳食环境中，SRB与其他氢代谢菌群在肠腔内的平衡。另外，SRB代谢的H2和H2S的平衡可能是潜在的机制（图1）。
图1肠道菌群中的H2代谢调节肠道健康。产氢菌在人类结肠中的发酵过程中产生H2，引起pH2快速增多，这限制了进一步的发酵。三组氢营养（利用H2）微生物能够氧化H2，同期降低pH2，使发酵得以继续。SRB产生的H2S能够损害肠道上皮细胞并诱发炎症和肿瘤出现，而H2能够经过产生SCFA和清除ROS来拮抗H2S的恶性效应。SCFAs：短链脂肪酸；SRB：硫酸盐还原菌；pH2：氢分压
图2由肠道菌群产生的H2守护多系统健康和免疫稳态。在肠道中产生的氢气能够穿透腹腔或进入血流，对全身多个器官起到守护功效。另一方面，氢气是肠道菌群产生短链脂肪酸（SCFA）的底物。它促进SCFA的产生，SCFA是肠道上皮细胞和免疫细胞的要紧能量物质，维持肠道屏障的完整性和全身免疫系统的稳定性。COPD：慢性阻塞性肺病；ARDS：急性呼气窘迫综合症；SCFA：短链脂肪酸。
2.2肠道菌群产生的氢气有助于维持身体稳态。
肠道中的H2代谢不仅对肠道健康至关要紧，况且针对多个器官的氧化还原平衡和免疫稳态亦至关要紧（图2）。
科研显示，H2能够维持肠道屏障的完整性，减少大鼠的肠道炎症和损害，并保护大脑、肺部、肝脏等器官的缺血再灌注。H2针对盆腔健康亦是基本性的，保准器官功能。在男性和女性的生殖器官，如睾丸和卵巢，受损引起功能阻碍后，弥补H2能够有效降低氧化应激并促进器官功能的恢复。尽管许多科研集中在外源性H2弥补上，但肠道中的H2产生与吸入H2和口服HRW加强身体H2水平同样有效。例如，果糖的给药促进了腹膜内H2浓度11倍的增多以及血液中H2的明显增多。
SCFA是肠道上皮和多种免疫细胞的要紧能源源自，同期亦是维持全身免疫稳态的肠-肺轴和肠-脑轴之间的通讯物质。由肠道细菌产生的H2是SCFA合成的底物，并促进SCFA的合成。科研发掘，HRW能够经过调节肠道菌群来增多肠道中的丙酸、丁酸和总SCFAs，以治疗帕金森病等脑疾患。促进肠道中H2产生的膳食或药品，如高纤维膳食和乳糖，亦促进SCFAs的产生。在小鼠的一项科研中显示，HRW能够经过调节特定的粘膜炎关联的粘液溶解细菌，经过H2-H2代谢微生物-SCFAs轴强化肠道屏障，保证身体环境稳定。
3、氢气的抗肿瘤效果的潜在机制
3.1 氢气的抗肿瘤和协同抗肿瘤效果
从Dole等人的科研起始，她们发掘高浓度的H2治愈了在小鼠皮肤上生长的鳞状细胞癌，多项科研证实了H2的抗肿瘤效果。Wang等人报告，在细胞和小鼠中，H2控制了肺癌细胞的增殖、转移和侵袭，并经过控制染色体稳定蛋白3（SMC3）减少了肺癌体积。Akagi和Baba的临床科研发掘，每日吸入H2 3小时明显延长了IV期结肠和直肠癌病人的没发展存活期和总存活期。在82例中晚期癌症治疗中吸入H2的科研亦证实了H2的抗肿瘤效果。
化疗和放疗仍然是癌症治疗的重点策略。然而，这些治疗方法会引起明显的氧化应激和炎症，对人体器官导致损害，而H2能够用作辅助方法来控制这些不良影响，因为其细胞守护特性，如抗氧化和抗炎。Runtuwene等人给予5-氟尿嘧啶静脉治疗的结直肠癌小鼠饮用HRW。她们发掘，HRW经过在非癌细胞中明显增多p-AMPK、促凋亡因子（AIF）和caspase-3的表达并延长患癌动物的寿命，加强了癌细胞的凋亡。顺铂在人身体导致ROS的累积，降低谷胱甘肽活性，并增多氧化应激，而H2逆转了顺铂诱导的身体氧化应激并恢复了抗氧化酶活性。另外，H2减轻了顺铂的肾毒性，而不影响其抗肿瘤效果，并在小鼠实验中加强了动物的存活率。对接受放疗的肝细胞癌病人口服HRW（0.55-0.65 mM，每日1.5-2.0 L）控制了病人的氧化应激水平，并改善了她们的生活质量，而不影响放疗的效果。一些科研报告叫作，在放疗时期吸入H2减少了对血液和免疫系统的损害，并缓解了放疗诱导的胸腺淋巴瘤的生长。
尽管一系列科研已证实H2拥有抗肿瘤效果，但为了进一步支持H2在临床上的应用，深入理解其暗地里的机制是必不可少的。H2拥有广泛的生理效应，包含抗氧化应激、抗炎和调节细胞凋亡。另外，有些科研证明H2经过间接调节基因表达发挥抗肿瘤效果。经过这些科研，咱们认为H2选取性清除高毒性活性氧（ROS）的能力可能是其抗肿瘤效果的核心和基本机制，因此呢本文重点围绕这一点展开讨论。
3.2 氢气经过抗氧化应激的抗肿瘤活性
细胞内的ROS重点源自于线粒体呼气链的氧化磷酸化(OXPHOS)和细胞质中NADPH氧化酶(NOX)所调控的催化反应。一方面，ROS对生物分子蛋白质、磷脂和核酸极具氧化性和破坏性；另一方面，ROS是重要的细胞内信号分子，能够经过调节各样信号通路影响细胞增殖和分化，如NF-κB和Akt/mTOR。在正常的生理前提下，身体完整的抗氧化酶系统能够保持ROS浓度在一个精确的动态平衡中，包含超氧化物歧化酶(SOD)将O2⋅−转化为H2O2，而后谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)将H2O2转化为水。然而，身体缺乏针对·OH和ONOO–的特定清除系统，而这两种ROS高度细胞毒性，几乎对所有大分子（蛋白质、核酸、脂质）都有损害功效，这可能引起DNA双链结构破坏和碱基配对损害，从而引起癌变。
癌基因的激活改变了线粒体功能，缺氧一起引起癌细胞中ROS产生的增多。不幸的是，肿瘤细胞中的抗氧化酶系统一般没法抵消过量产生的ROS，引起肿瘤微环境中处在高ROS状态。实质上，癌细胞不仅能适应中等程度的高ROS状态，还能利用ROS推动恶性表型。这是由于ROS能够加强NF-κB、Akt/mTOR、Wnt/β-连环蛋白途径以及Ras、Bcr/Abl和c-Myc等癌基因的表达，维持肿瘤细胞的高强度代谢和增殖。另外，ROS依赖的信号通路能够促进癌症的侵袭和转移。然而，有些报告显示，在达到必定水平后，癌症微环境中连续上升的ROS能够限制癌症的进一步发展。因此呢，癌症治疗中非选取性的抗氧化疗法可能会引起癌症的进一步发展。H2选取性地清除强氧化剂而不影响其他ROS，使其作为理想的治疗性抗氧化剂。
一方面，H2能够控制·OH和ONOO–对细胞DNA的损害，从而预防癌症的发展；另一方面，H2能够从癌细胞中清除ROS并控制多个ROS依赖的代谢信号通路来控制癌症的发展。科研已证实H2能够有效减少由各样病理前提导致的氧化应激，包含癌症，并促进氧化还原平衡的恢复。
H2还能够加强有些在调节癌细胞中氧化还原平衡中起重要功效的抗氧化酶的表达，从而发挥抗肿瘤效果。有些非癌症科研证明，H2处理明显增多了细胞内SOD、GPx、CAT和血红素加氧酶-1（HO-1）的表达，加强了它们消除ROS的潜能。
H2调节各样信号通路的能力是其抗氧化功效的另一个要紧机制，例如Nrf2/ARE和p38/MAPK。一系列后续科研发掘，H2还经过激活Keap1-Nrf2-ARE和Nrf2-HO-1途径来维持身体的氧化还原平衡，从而发挥免疫调节、抗炎和促癌凋亡的效果。Wang等人发掘，H2控制了肺癌小鼠肺组织中ROS的表达，并增多了SOD、IL-1β、IL-8、IL-13和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达。（图3）。
图3 H2的抗氧化应激功效机制。
SOD（超氧化物歧化酶）
CAT（过氧化氢酶）
GPx（谷胱甘肽过氧化物酶）
HO-1（血红素加氧酶1）
MPO（髓过氧化物酶）
GSS（谷胱甘肽合成酶）
MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）
JNK（c-Jun N端激酶）
Nrf2（核因子E2关联因子2）
ARE（抗氧化反应元件）
NF-κB（核因子κB）
TNF-α（肿瘤坏死因子α）
ICAM-1（细胞间粘附分子1）
IFN-γ（干扰素γ）
IL-1β（白细胞介素1β）
IL-8（白细胞介素8）
IL-13（白细胞介素13）
HMGB-1（高迁移率族蛋白1）
3.3 氢气的免疫守护功能
许多临床实验已然证实了H2在调节癌症免疫中的功效。一项触及55名IV期结肠癌病人的2018年临床科研表示，吸入H2能够减少病人外周血中CD8+ T细胞上PD-1的表达，减少CD8+ T细胞的耗竭，并改善预后。在一项临床晚期小细胞肺癌科研中，连续吸入H2两周能够逆转病人外周血中被控制的内在和适应性免疫系统，减少耗竭的CD8+ T细胞，并将功能性CD4+、CD8+ T细胞和自然杀伤细胞比率恢复到正常水平。尽管很少有科研调查潜在的机制，但选取性清除有毒ROS并守护T细胞线粒体可能是H2免疫守护功能的核心机制。在T细胞受体（TCR）被呈递癌症抗原激活后，下游信号转导加强了线粒体代谢，而ROS作为线粒体代谢的副产物，是调节参与T细胞代谢重组的多个核心途径的要紧分子。然而，如前所述，过度生长的癌细胞会引起癌症微环境中ROS水平上升，当T细胞被激活时，线粒体产生高量的ROS，加上因为缺氧等原因引起的T细胞内ROS增多，使得肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）在激活时面临更高的生理状态ROS。连续高水平的ROS会破坏T细胞线粒体，控制T细胞激活，并经过偏转T细胞代谢重构引起T细胞功能阻碍，并促进PD-1表达以诱导凋亡（图4）。另一方面，H2经过调节NADH/NADPH途径来对抗各样疾患前提下的氧化应激，并在身体环境中恢复氧化还原平衡，从而守护T细胞激活并防止凋亡。另外，在这种状况下，与常规抗肿瘤药物相比，H2的高渗透性使其能够容易穿透肿瘤内部，乃至进入TILs的线粒体等结构。
图4 H2经过选取性消除肿瘤微环境中的ROS来发挥抗肿瘤活性。ROS能够经过损害DNA引起肿瘤出现，引起遗传突变，并调节各样重要信号通路从而引起肿瘤发展和转移。肿瘤微环境中的ROS能够渗透到T细胞中，增多连续激活T细胞的氧气压力包袱。T细胞中过量的ROS能够干扰线粒体能量代谢，损害T细胞DNA，并促进PD-1表达，引起T细胞功能阻碍和凋亡。ROS：活性氧；EMT：上皮-间质转化；Teff：效应T细胞；Tex：耗竭T细胞。NF-κB：核因子κB；MAPK：丝裂原活化蛋白激酶；mTORC1：哺乳动物靶点雷帕霉素复合物1。因为线粒体呼气链是细胞内ROS产生的重点源自，高局部浓度的ROS可能引起线粒体DNA突变，直接破坏线粒体动力学，最后引起线粒体代谢功能阻碍和T细胞凋亡。科研显示，肾细胞癌中的TILs含有超极化的、碎片化的线粒体，产生明显的ROS。Akagi等人在肺癌病人的临床科研中发掘，吸入H2能够加强CD8+ T细胞的线粒体功能，并减少病人外周血中PD-1的表达，这显示H2可能经过调节过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α（PGC-1α）来发挥功效。Mo等人提出，体外H2能够进入线粒体中和有毒的ROS，减轻线粒体氧化应激损害，守护Na+/Ka+ ATP泵，加强Bcl-2表达，控制电压依赖性阴离子通道1（VDAC1）的表达和开放，守护线粒体膜，并控制凋亡因子如半胱天冬酶9的释放。
4、氢气的各样应用
4.1 外源性弥补氢气的办法
外源性氢气(H2)的常规给药方式包含吸入、口服氢富水(HRW)、注射含H2的生理盐水以及外用，例如眼药水和氢富水浴(图5)。有些综述比较了不同H2应用办法在身体器官中导致的H2浓度增多速率及其治疗效果，咱们这里不做逐一介绍。然而，咱们不可简单地将不同H2应用办法在疾患治疗中的功效与循环系统和呼气系统中H2的浓度关联联——例如，氢富水在调节肠道菌群和能量代谢方面的独特功效。
图5 氢气的各样应用。
有些科研显示，氢富水能够调节肠道菌群，有助于恢复和维持肠道菌群的稳态。2018年，日本学者发掘口服氢富水4周能改善结肠中的菌群分布，增多短链脂肪酸的产生，并降低血液胆固醇浓度。肖等人发掘，氢富水能够经过调节MyD88的表达来影响肠道菌群，从而减少腹部放疗的损伤，并在小鼠中增多放疗后的存活率和体重。氢富水还与膳食相互功效，加强和延长肝脏内H2的累积，降低血脂和血糖，并促进肠上皮细胞直接分泌脑肠肽。在一篇文案中，氢富水预防了6-羟多巴胺诱导的帕金森病在小鼠中的发展，而连续的H2吸入和口服乳果糖的效果较差。尽管该文案无探讨这一现象的潜在机制，但氢富水的独特生理效应，如调节肠道菌群，可能有助于此。
有些专家设计了能在癌症部位释放海量H2的纳米颗粒，供给了在癌症部位精确产生持续高浓度H2以加强抗肿瘤效果的可能性，纳米技术与H2的联合应用可能是将来精细癌症治疗的要紧方向。例如，张等人构建了以半导体聚合物-Pdots做为催化剂的共价负载脂质体，一种含有反应物、中间体和副产物的“纳米级H2工厂”，它能够经过激光刺激在病灶处连续产生H2，有效减少小鼠的肿瘤生长。孙等人设计了一种激光触发的H2释放纳米颗粒，加强了小鼠膀胱癌的化疗效果并减少了化疗药品的毒性反应。吴等人构建了Au-TiO2@ZnS纳米颗粒，能够在体外X射线的触发下释放H2，在体外光声影像的指点下，结合放疗对小鼠原位肝癌取得了优异的治疗效果和温和的炎症反应。
4.2经过调节肠道菌群产生氢气
除了以上外源性H2弥补外，弥补高纤维、难消化的淀粉和糖类亦能够经过肠道菌群增多肠道H2的产生，这是平常生活中最适宜和经济的治疗办法（见图5）。
乳果糖是一种不可被人体吸收的双糖，能够促进肠道菌群产生海量的H2，从而有效加强人体腹腔和血液中的H2浓度。科研已证实，乳果糖经过促进肠道H2的产生，能够缓解多器官如肠道和大脑的炎症和损伤，例如减轻由致癌物质葡聚糖硫酸钠（DSS）导致的溃疡性结肠炎。Perlamutrov等人发掘，乳果糖能够经过刺激H2和短链脂肪酸（SCFA）的产生来治疗皮炎。科研已确认，口服乳果糖或含有难消化淀粉和膳食纤维的膳食纤维能够调节肠道菌群，平衡肠道环境，并对慢性阻塞性肺病（COPD）和神经系统疾患等多系统疾患拥有治疗效果。尽管有些科研人员将乳果糖和纤维酸酯的临床效果很大程度上归因于特定的肠道菌群和SCFA，但H2可能是这些实验中被忽略的环节。类似的药品，倘若聚糖和菊粉，亦经过促进肠道H2的产生而拥有抗炎和调节代谢的功效。
膳食管理对癌症病人的长时间预后拥有深远的道理。为了保证癌症病人的能量需求并加强免疫力，有些科研人员提出了免疫营养膳食的概念，包含谷氨酰胺、精氨酸、含硫氨基酸和多不饱和脂肪酸。然而，这般的高蛋白、高脂肪膳食可能会一方面引起病人血糖和血脂上升以及代谢错乱，另一方面不良的膳食选取可能会导致病人的消极心情。如前所述，口服氢富水拥有良好的能量调节功能，能够改善机体的肝脏能量代谢，降低血脂血糖，并减少高脂膳食的副功效。相比之下，有些科研显示，饱含纤维和难消化淀粉的膳食拥有抗炎和抗肿瘤功效。因此呢，饱含纤维的膳食或口服氢富水结合免疫营养膳食可能是围手术期癌症病人更适合的膳食策略。
5、氢气在围手术期的应用
临床上，肿瘤一般必须手术治疗，因此呢不可避免地会面临多种围手术期的应激原因，如创伤、麻木和心理压力。快速上升的氧化应激可能引起肿瘤病人内环境稳态失衡和免疫系统控制，同期促进肿瘤复发和转移。H2拥有抗氧化、抗炎和免疫调节的生理效应，能够有效地对抗这些有害原因（见图6）。
另外，H2能够有效缓解多器官的缺血-再灌注损害。例如，在一项26名病人的随机对照临床实验中，Ono等人发掘，每日吸入3% H2两次，每次1小时，与传统治疗相比，明显改善了中风病人的生命体征、卒中量表评分、理疗指数和2周脑磁共振影像。
术后认知功能阻碍（POCD）是临床手术病人的一种术后并发症，尤其是在老年病人中较为广泛。日前公认的POCD病因是麻木剂和手术导致的系统性炎症一起功效引起的神经炎症。H2弥补经过纠正肠道菌群失衡，缓解了帕金森病和自闭症等中枢神经系统疾患的症状。Li等人报告，腹腔注射富氢盐水有效缓解了小鼠中枢神经系统的炎症和氧化应激，并减少了认知阻碍。因此呢，有些科研人员暗示，H2可用于围手术期病人的神经守护（见图6）
图6在肿瘤病人的围手术期，氢气扮演了多重角色。氢气被报告拥有抗氧化和抗炎功效，并能改善心脏、大脑、肺部和其他器官的缺血-再灌注状况，这使得它有可能减轻围手术期要紧器官的氧化应激和缺血-再灌注损害。氢气还拥有神经守护功能，能够对抗麻木剂和系统性炎症对中枢神经系统导致的损害。另外，富氢水拥有调节能量和调节肠道菌群的功效，这在肿瘤病人围手术期的膳食管理中亦特别有价值。
6、结论与展望
肠道菌群产生的H2是身体内环境的一种天然抗氧化剂，它能够调节身体内环境由各样原由导致的氧化应激，并作为抵御癌症出现和发展的自然屏障。H2还是经过肠道菌群产生短链脂肪酸（SCFAs）的底物，这些物质针对维持身体免疫系统的稳定性以及影响肠-脑轴和肠-肺轴至关要紧。然而，H2拥有如此广泛效果的潜在机制可能更加多。例如，氢富水能够促进胃饥饿素的产生，这在调节食品摄入和能量稳态中至关要紧。因此呢，H2可否能够经过调节其他菌群代谢产物的分泌或经过其他胃肠激素影响能量代谢来影响身体的免疫系统，还必须进一步科研。
肠道菌群与癌症长时间败兴始终受到广泛关注，多个国家的学者积极科研肠道菌群的基因组学和代谢组学与癌症之间的关系。在这些科研中，科研人员提出硫酸盐还原菌与结直肠癌相关。从H2代谢菌群的方向对海量肠道菌群基因组进行更加多分析，并深入认识肠道菌群H2代谢与癌症之间的相关，可能会发掘新的药品靶点，并指点H2在癌症治疗中的后续应用。例如，有些科研者经过对氢化酶亚型的分布进行基因组和元基因组调查，探索了微生物群落H2代谢的道理。
科研显示，大约2周的H2吸入能够恢复癌症病人外周血中免疫细胞的功能，并恢复身体的氧化还原平衡，这显示H2对身体的整体免疫系统拥有守护功效。然而，关于H2对癌症微环境中TILs的详细功效及其潜在机制的深入科研仍然缺乏。然而，按照有些科研，H2能够经过清除活性氧（ROS）来守护TILs的线粒体，防止TIL向末期表型分化，并做为一种合格的辅助免疫治疗剂。因此呢，其与免疫检测点阻断剂的协同治疗效果尚待科研。
另外，有些科研显示氢富水能够调节肝细胞和脂肪细胞的能量代谢。尽管H2可否能像在肝细胞和脂肪细胞中那样在癌细胞或免疫细胞中发挥类似的功效尚待科研，但这些科研显示氢富水能够经过调节免疫代谢在抗肿瘤免疫治疗中发挥更全面的潜在功效。
气体信号分子之间常常存在交流。例如，H2S和NO能够调节彼此的产生并加强彼此的抗肿瘤效果。另外，不难发掘H2与其他气体信号分子之间的内在联系，例如硫酸盐还原菌能够代谢H2产生H2S，这些在肠道中处在某种微妙的平衡状态。H2能够经过HO-1调节CO的产生，并且H2能够控制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）并加强内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的表达。将H2与其他气体信号分子结合可能是H2用于癌症治疗的发展方向，有些科研已然在纳米技术中提出了这一想法。
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发表于 2024-5-25 06:22:33
