国际权威期刊《柳叶刀》上的一篇文章显示，中国有接近一亿慢阻肺患者！【1】慢阻肺是典型的呼吸系统疾病，病因有很多种，包括遗传因素、支气管哮喘、肺部发育问题、烟草吸入、空气污染等等，导致慢阻肺加重的因素是呼吸道感染及炎症。在过往多篇研究论文中，氢气被充分证明具备抗炎作用，可以改善炎症引起慢性疾病。

因此，钟南山院士团队很早就着手研究氢氧混合吸入对抗包括慢阻肺在内多种呼吸类疾病的作用机制，并且发表了多篇研究论文。下面就为大家具体介绍一下！

钟院士团队关伟杰教授也在视频报告中，对钟南山院士提到的研究做了介绍。

以下是文字整理版：

关伟杰：

尊敬的各位专家，大家好！我是来自广州呼吸健康研究院的关伟杰，受大会的邀请，很高兴给大家分享一下氢氧混合气吸入，在呼吸系统疾病的临床研究进展。

本次大会我们的主办方，上海潓美医疗科技有限公司，他们长期是致力要研发氢氧气的雾化剂，在本幻灯片里展示的，当然只是其中一种最常见的类型。更重要的就是不同类型的这些氢氧雾化机，是我国第一个创新性的三类器械，这个器械目前已经得到了国家局的批准，正式拿到号了。

今天主要给大家分享的就是以下这几个方面内容：

首先，我们介绍一下有关于气道狭窄病人的临床诊治，这里就插入一个背景，在20世纪80年代，，对于这些气道狭窄的，以及哮喘急性加重的病人，都使用过一种混合气叫氦氧混合气 。当时基于使用气体治疗主要的目的，就是因为考虑到氦气的分子量比较小，所以它通过气道的粘性，阻力就很低，能够有助于降低呼吸的功能，结果确实证实了刚才所讲的作用。所以后期有大量的文章，包括在我们呼吸科顶级的杂志Blue journal上面，也有发表过关于氦氧气临床治疗的一些总结。

但是，大家也会意识到，包括后期为什么，现在我们在临床，基本上没有临床医生，特别是年轻一代有见过这些治疗。很大程度是因为氦氧气，本身氦气是稀有气体，你要制备本身有比较高的要求。另外，它整个成本非常高，不可能在家里面大规模的应用，不可能做推广。

现在我们又基于在20世纪末，自从日本有学者发现了氢分子，基于这个基础研究，发现有很强的抗氧化以及抗炎，还有促进血管等等，减轻它的再灌注损伤。这些作用以后，所以我们很快就联想到能不能用氢氧混合气去替代掉氦氧混合气治疗。因为现在我们氢氧混合吸入气体的仪器已经正式的获得国家局的批准，这意味着其实患者除了在医院以外，完全可以在家里，比如说你插上了电源，然后有纯净水，立马就能够很简易地产生氢氧混合气的，所以这个就为今后家庭广泛的应用、推广，奠定很重要的基础。

我们基于这样的研究的思路，包括我们研究院的李时悦教授，也是中华医学会呼吸分会的副主任委员，他牵头也展开了一个氢氧气混合体吸入治疗气道狭窄，病人呼吸困难的研究。当时纳入了35例病人，这些病人需要强调一下，他首先CT的诊断必须要满足至少三级或以上，也就是说气道狭窄至少是50%的病人。另外他们发病的时间比较短，小于4周，而必须要有明显的呼吸困难表现，具体来说就是呼吸困难的Borg评分必须要大于3分，而且排除一些可能会影响肺功能检查结果的基础性疾病。

这个幻灯片展示的就是，像我们刚才也有提到，氦氧气降低上气道梗阻就是UAO病人的呼吸用力的程度，所以我们这个研究还不单只满足于刚才的研究评价指标。还纳入更加准确的，像测气道呼吸困难，呼吸做功精标准的指标，包括膈肌肌电 EMGDI、跨膈压，还有一些无创的检查，像我们的脉冲震荡测定，IOS的一些指标，有整合上Borg评分等等，这就是食道膈肌肌电检测的一个示意图。这是跨膈压检测的示意图。这些都是明显有别于前期研究，就是我们加入了很多客观的，而且是精标准的指标，还有刚才我们提到脉冲震荡肺功能。

结果就发现确实是吸入氢氧混合气以后，从右边快速的，而且显著的降低膈肌肌电活动频率。这就反映了患者呼吸阻力的程度大幅度得到改善，而且大家看，在基线期的Borg评分平均是有6.7分的，但是吸入氢气以后立马就降到4.7分，就降幅达到2分。这个非常不得了了。另外对于膈肌肌电下降速度也是非常快的，其实大家细心一点看就知道，像我们平均的分析，其实一开始就是几十秒，很快速的就已经显著的下降，另外随着时间的推移也非常稳定，这个疗效维持得非常好。

对于IOS我们说大气道阻塞，是以中央气道阻力增高为主，所以大家在看到幻灯片所示的基础值的时候，R20它跟R5非常接近。这也完全符合我们这些病人的病理生理学特征。

重要的就是吸入氢氧气以后，很显著的能够缓解他们整体的气道阻力，对外周气道阻力其实也有效的降低，这样大气到堵塞引起病人的呼吸困难是非常严重的。

这是第一个用氢气物理治疗就能显著改善呼吸道疾病患者呼吸困难的研究，基于这一点启发，我们在2020年新冠疫情爆发以后，我们都知道了很多病人的特点症状，除了咳嗽，一些发热，还有其他的症状以外，其实最核心的。或者说患者最需要解决的症状就是呼吸困难，所以在疫情的时候，一开始我们非常困难，但是还是设计了一个研究，对比氢氧混合气跟吸入氧气。我们拿哪些指标呢，主要研究终点是疾病严重程度，次要研究终点就分析近期状态下的外周血氧饱和度，以及几个特征性的指标，包括呼吸困难、咳嗽、 胸痛、 胸闷。结果我们发现，因为这个病人总体上来说，平均吸入时间是64个小时，我们就发现在吸入时间较长的和短的患者比，疗效其实是有差别。但是吸入时间短的效果也不差，这是很关键的。

另外，这个图看，我们研究终点的评估时间，一般是治疗第二天，第三天以及治疗末，治疗末一般就拿患者在出院以前的最后一天数据评价，大家看这个主要研究终点，就是绿色左边上角这个图显示了，在第二天开始就能快速，而且显著的改善患者的疾病严重程度。

另外，对刚才我们提到的几个主要突出的症状，包括呼吸困难、咳嗽、胸闷、胸痛等等，都有不同程度，而且快速，还有持续的改善，对于一些客观的指标，像静息状态下的血氧饱和度，也是能够非常显著的改善，所以这个研究也就充分证实了，氢气用于治疗新冠的作用，关于这个研究里我们主要是证实了氢氧混合气吸入相对于氧气吸入，更快的有助于缓解新冠患者气道困难，降低他的呼吸做功。

当我们说混合气吸入，可能有一些作用是通过抗氧化、抗炎等等，但我们刚才的研究里，首要还是它的物理学作用。刚才做了有大气道研究，还有一些急性疾病，那么对于慢性疾病，我们说慢阻肺，大家都知道是最常见的慢性气道疾病，在慢阻肺的发病过程里，患者会很容易会出现急性加重，主要的表现就是呼吸道症状明显加重，以及他的医疗负担也非常明显。而且随着这个病人不断的，如果出现急性加重的话，病人今后愈后不良，所以对于这一类以慢阻肺为代表的慢性气道疾病急性加重的治疗，既往很多都是吸入支气管舒张剂：皮质激素、 化痰药等等。但是目前非药物的治疗手段，而且是快速改善的手段是很少。基于前期的研究结果，受这一些结果的启发以后，钟院士跟郑则广教授带领团队，开展了一个多中心随机双盲平行对照的临床试验。

这个研究需要强调一下，确实是采用了比较严格的随机双盲，大家在右边看到，我们把这个机器的侧壁盖子打开以后，其实这个对照组就是把一台更小的制氧机，它的流速是一模一样的，而且气体也是无色无味的，把它整个仪器放在里面，通上电这个气体也是在前面会一样冒出来，给人感觉你把这个侧壁盖子合上以后，根本没办法去鉴别究竟吸的是氢气还是氧气，所以实现了双盲。另外就是把符合入选标准的AECOPD病人，随即按照1:1的比例分配到两个组里，整合了很多个研究中心，最后纳入病人肯定要满足慢阻肺的标准，除此以外一定也要符合12:28AECOPD判断标准，另外也要纳入这些呼吸困难比较重的，比如说在这个研究必须要求患者，是基线的BCSS评分要大于等于6分，排除标准、时间关系，我就不在这里赘述。主要的观察评价终点是BCSS评分，然后次要研究终点，也充分的整合了像氧饱和度，CAT评分 肺功能 血气分析等等的指标，刚才这个多中心研究，它是基于一个短期的治疗，大家也可以看到。

在住院期治疗以后，两组平均的吸入都是6天，在第7天就终止了。然后就进入到随访，结果142例患者参与了筛选，108例进行了随机化，最终两组分别54例接受治疗，并且都能完成了随访。治疗组也就是蓝色的曲线所示的，从治疗的第二天开始，一直到治疗的结束，氢氧混合组都显着，而且快速的缓解了患者的呼吸困难。而且其他的指标包括CAT评分也好，两组之间也是非常显著的效果，当然 ，对于基线的血氧饱和度，两组虽然个别时间有差异，但总体上是没有明显的差别的。这个研究至少是能够证实了氢氧混合气吸入，对于慢阻肺急性加重患者是非常快速，而且显着的改善他们的呼吸困难，既往如果我们只是用肌管舒张剂，效果也会很明显。

但是缓解的时间一般也很难以达到这么快速。另外，既往的治疗手段主要还是高度依赖于药物，所以我们在基于前期，就是氦氧混合气治疗的效果得到启发了以后，又成功研发了氢氧混合仪基于前期的研究结果，确实能够进一步验证了我们在对于这些慢性气道疾病急性加重患者里，也是有让人非常兴奋的治疗效应。

甚至有可能，也就提示了氢氧混合气对于某一些症状明显的，比如像呼吸困难非常显着的患者，有可能在今后甚至作为家庭长期养疗的一种替代方案。另外 ，我们比较可喜的见到，新冠的研究成果也得到国内同行的认可，包括我们刚才提到的新冠的研究成果，已经被写入了全国新冠患者临床诊疗指南第7版、第8版，以及重症和微重症的新冠肺炎诊疗指南第3版里。我们说了，前期尽管我们遇到很多的困难，但是对于几种有代表性的疾病，氢氧混合气雾化吸入，确实给了临床医生非常让人振奋的效应。

当然了我们打开了潘多拉的盒子以后，也发现有更多的治疗方向和今后潜在研究的内容，像包括对于一些慢阻肺的患者急性加重有效，那对于哮喘行不行呢？

对于支气管扩张行不行？对于一些间质肺、甚至是叶的肺病，像尘肺，还有大家非常关注的就是肿瘤了，比如说肺癌，甚至还有学者提出，对于过敏性鼻炎有没有效果，这也将会非常有意义。

目前据我所知，申办方也开展过一些前期的研究，他们也发现对于过敏性鼻炎也是有一定效应的。另外也是比较吸引我们注意的，我们刚才说的氢氧吸入都是直接吸的，事实上氢分子很小，完全有可能作为一个驱动，来驱使我们物化给氧，就是说用氢氧混合气来驱动，比如像我们雾化吸入药物来进行吸雾，这时候着眼点是提高药物的利用率，如果这些理念都得以证实，我们就不难想象，今后这个氢氧混合气吸入应用，肯定会打开更大的一扇大门。

总结起来，我们确实发现了一些比较有趣，而且重要的让人兴奋的发现。总体来讲氢氧混合气在今后有很好的应用前景，当然 ，我们也说，研究我们也是需要不断的拓展，包括不同类别的疾病，所以今后我们也非常期待，还有更好的研究结果能够呈现出来，造福患者。

今天非常感谢各位的支持，恳请各位批评指正，再一次感谢大会的邀请。

 

氢氧降低气道狭窄患者气道阻力

在这篇发表在<Respiration>上，关于氢氧降低气道狭窄气道阻力的研究中，研究团队分析了患者使用氢氧混合气体后，膈肌肌电（EMGdi）、跨膈压（Pdi）的变化，这两项指标均能显示患者呼吸的努力程度，结果如下【2】：

上图可知，吸入氢氧混合气体的患者，膈肌肌电和跨膈压明显比空气组小，这说明患者呼吸努力程度减小，换言之，呼吸更加顺畅。

从时间上看，使用氢氧混合吸入之后，患者呼吸改善的速度非常快。100秒内，膈肌肌电就能看出较为明显的效果。如下图：

通过上述实验可以得到结论：呼吸氢氧混合气体后，气道狭窄病人气道阻力快速降低，减少了患者呼吸努力程度、缓解呼吸困难症状。

氢氧吸入缓解新冠肺炎症状

另外一篇发表在<Journal of Thoracic Disease>（JTD）上，关于“氢氧吸入缓解新冠肺炎患者症状”的文章中，钟南山院士团队进行了大规模多中心、双盲实验，将患者分为氢氧吸入组（研究组）和氧气组（对照组）（氢氧吸入组由潓美氢氧气雾化机提供氢氧混合气体），并检测了患者多项与呼吸相关的指标，结果如下【3】：

疾病严重程度改善率

在治疗第二天、第三天···治疗最后一天，氢氧吸入组疾病严重程度改善率均好于氧气组。

临床改善率，EOT, end-of-treatment,治疗结束最后一天。

静息状态下外周血氧饱和度（SpO2）

比较静息状态下SpO2值在治疗第2天、第3天和末次治疗时,吸氢氧组静息状态下SpO2值均较单纯吸氧组大幅提升（P<0.05）。

静息状态下SpO2值

注：SpO2改善情况以均值（标准差）表示。*,P < 0.05;* *,P < 0.01。

主观指标分析

胸痛症状、呼吸困难评级、咳嗽症状、胸闷症状的改善程度如下图：

注：研究组有1例受试者未能获取治疗最后一天的胸闷症状评级，作为缺失值处理。*,P < 0.05;* *,P < 0.01。

英国、美国科学家对中国氢氧混合吸入对抗新冠肺炎的研究很感兴趣，按照钟南山院士团队研究成果，进一步探究了氢分子在新冠肺炎中的抗炎症机制。【4】

上图可知，氢分子在改善呼吸困难上发挥的作用。氢气分子降低了活性氧等自由基，减轻了肺部的炎症反应。

从肺泡的微观结构来看，因病毒感染发炎的细胞，成纤维细胞被破坏，细胞碎片和蛋白质进入肺泡，干扰气体交换，中性白细胞进入肺泡，并被过度激活，如下图：

氢气可以减轻肺泡炎症反应，维持正常的气体交换功能。

综合来看，氢气在肺部具备的功能有：

1、改善低氧；

2、提高氧的通透性（氧弥散）；

3、提高肺泡的气体交换；

4、减轻炎症反应；

5、降低炎症风暴。

氢氧混合吸入对抗慢阻肺

钟南山院士团队关于氢氧混合吸入对抗慢阻肺的研究，采取了多中心、平行对照、随机双盲的设计方案。【5】

多中心合作机构 ：广州医科大学附属第一医院、河北医科大学第一医院、上海市肺科医院、上海市第五人民医院、天津医科大学总医院、复旦大学附属中山医院、上海市第十人民医院、郑州大学第一附属医院、山西医科大学第二医院、上海市东方医院。

实验过程中，研究团队通过BCSS评分和CAT评分检测患者呼吸状况，结果显示氢氧吸入组效果要明显好于纯氧气组。

下面重点谈一下，为什么在慢阻肺治疗实验中，氢氧的效果要好于纯氧。这其中的差别，主要是患者同时吸入了氢气，发挥了抗氧化、抗炎的作用。

在钟南山院士团队郑则广教授的一项研究中，证明了氢氧混合吸入降低了肺泡灌洗液中IL-6的浓度。（IL-6即白细胞介素6，IL-6升高说明炎症增强）【6】

同时，该研究还发现，当氢氧混合气体吸入浓度越高，则肺泡灌洗液里中性白细胞的成分就越少。在此，我们可以看到氢气的剂量效应。

在炎症影响肺泡组织气体交换的构图中，我们已经看到中性白细胞激活和迁移带来的负面作用。这进一步说明了高浓度氢氧分子在对抗慢性阻塞性肺疾病时的抗炎、保护肺部功能的作用。

总结来看，氢氧混合吸入改善慢阻肺等呼吸疾病的症状，同时，氢气可以发挥携氧弥散的作用。最重要的是，氢气具备抗炎症、抗氧化的作用，这些可以保护肺泡功能完整性，维持气体交换效率，避免出现低氧的情况。而且，在文章中也体现了氢气的剂量效应。即：高浓度氢氧吸入效果好于低浓度氢氧吸入。

 

以上实验均使用潓美氢氧气雾化机

（浓度：氢气66.6%+氧气33.3%）

 

参考资料：

【1】王辰院士团队“Prevalence, risk factors, and management of asthma in China: a national cross-sectional study”，《柳叶刀》；2018

【2】ZQ Zhou et al，Breathing Hydrogen-Oxygen Mixture Decreases Inspiratory Effort in Patients with Tracheal Stenosis，Respiration，2018

【3】Wei-Jie Guan，Hydrogen/oxygen mixed gas inhalation improves disease severity and dyspnea in patients with Coronavirus disease 2019 in a recent multicenter, open-label clinical trial，JTD，2020

【4】Russell et al. 分子氢辅助治疗COVID - 19感染概述. An Overview of SARS-CoV-2 (COVID-19) Infection: The Importance of Molecular Hydrogen as an Adjunctive Therapy. REACTIVE OXYGEN SPECIES. 2020;

【5】Zheng et al. 氢氧疗法治疗慢性阻塞性肺疾病的急性加重：一项多中心，随机，双盲，平行组对照试验的结果. Hydrogen/oxygen therapy for the treatment of an acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease: results of a multicenter, randomized, double-blind, parallel-group controlled trial. Respir Res. 2021 May；

【6】Lu et al. 吸入氢气能防止香烟烟熏诱导之慢性阻塞性肺病.Hydrogen gas inhalation protects against cigarette smoke-induced COPD development in mice. Journal of Thoracic Disease, 2018