氫氣吸入療法是安全的：健康成人長期吸入研究的解析
- Muting Functional Medicine
- 2024年12月25日
- 讀畢需時 11 分鐘
已更新：3月5日
氫氣作為一種潛在的醫療氣體，因其卓越的抗氧化及抗炎特性，近年來在醫學領域引起了廣泛關注。然而，對於健康成人長期吸入氫氣的安全性，是否具備充分的科學支持？本文將帶您深入了解一項由波士頓兒童醫院（Boston Children’s Hospital）和美國哈佛醫學院（Harvard Medical School）的多個部門共同完成（包括心臟科、神經科、麻醉科、放射科及精神科等）。2021年發表於《Critical Care Explorations》的研究「健康成人長期吸入氫氣的安全性」，全面評估了健康成人長期吸入氫氣的安全性。
研究亮點：證實健康成年人在適當條件下長期吸入氫氧氣是安全的。
您也可以從氫水先了解是否為一場騙局：健康奇蹟還是醫療假象？— 系統性綜述揭示
Critical Care Explorations (CCE) 是一份專注於重症醫學領域同行評審期刊由美國重症醫學會（Society of Critical Care Medicine, SCCM） 發行。目標讀者：醫學專業人員，包括重症醫師、研究人員及臨床護理從業者。
氫氣療法的背景與潛力
自由基的過量產生是多種疾病的重要病理機制，如缺血性中風、心臟驟停及敗血症等。氫氣以其選擇性清除氫氧自由基（•OH）的能力而脫穎而出，不僅能保護細胞膜和DNA免受損傷，還具有下調炎症因子（如IL-1、TNF-α）及促進抗氧化酶表達的功效。雖然動物實驗證明了氫氣在多種疾病模型中的治療潛力，過往研究使用氫氣體用於臨床研究並未發現不良反應，但針對人體長期吸入氫氣的系統性安全評估數據依然有限。這正是本研究所要揭示核心問題，在不考慮長期吸入氫氣體的有效性下，針對安全性進行數據收集及分析。
研究方法與設計
這項研究的核心目的是評估健康成人在持續24、48及72小時內吸入2.4%濃度氫氣的安全性。研究細節如下：
參與者招募
年齡18至35歲的健康成年人，排除具有呼吸系統疾病、感染病史及其他可能影響結果的條件。透過醫療體系這意味著招募的都為無病史的健康成年人。
氫氣吸入方式
使用高流量鼻導管（每分鐘15,000cc的流速續流式持續供應）吸入經醫療級配製的2.4%氫氣混合氣體。在這項實驗中，研究人員預先混合了以下三種氣體來提供給參與者吸入。
氫氣（H₂）：濃度為 2.4%。作為實驗的主要研究氣體，評估其吸入安全性。（純氫氣體積 ： 15,000cc/min×2.4% = 360cc/分鐘）
氧氣（O₂）：濃度為 21%。為了模擬正常空氣中的氧氣含量，確保參與者的呼吸不會因氧氣不足而受到影響。
氮氣（N₂）：作為餘下的成分，濃度為 76.6%。作為惰性氣體，氮氣在混合氣體中提供平衡，並模擬日常空氣的成分。
醫療氣供應主要分為三種模式：需求式、脈衝式和連續式。這三種模式在供應效率、資源節省及應用適配性上各具特色。 需求式供應：依據使用者的呼吸節奏提供氫氣，具有高度節能的優勢，適合便攜式設備及短期個人使用。 脈衝式供應：間歇性輸送氫氣，常用於特定時間段內的集中療法，適合低濃度需求或特定治療方案。 連續式供應：穩定提供氫氣的固定流量與濃度，適用於長時間吸入及臨床環境，尤其是需要控制氣體飽和度的情況。
早期人體研究也多使用類似濃度（例如 2% 、3%或 2.4%），該研究團隊也於早期證實了2.4%用於動物模型的安全性，顯示安全且具有潛在治療價值。氫氣的爆炸極限為 4% 至 75%（在空氣中），2.4% 濃度遠低於爆炸下限，基於上述因素所以將氫氣定於2.4%，確保了研究過程中的環境安全。
氫氣受測者的觀察指標
生命體徵：心率、血壓、血氧飽和度。
肺功能：包括強制呼氣量（FEV1）及肺活量（FVC）。
實驗室檢測：涵蓋肝腎功能、血液指標及心臟酵素水平。
神經功能：注意力、記憶力及運動協調性。
質量控制
實驗全程由獨立監督委員會（DSMB）進行監控，確保結果的可靠性與科學性。
健康人吸入氫氣實驗流程詳解
入院後的初步檢查
身體檢查：對受試者進行全面的體格檢查，確認其健康狀況是否適合。
簡易心智狀態檢查（MMSE）：評估基本認知功能，如記憶力、注意力和計算能力，用於檢測潛在的神經問題。
詳細的神經學檢查：包括運動功能、感覺功能及反射測試，確保參與者沒有潛在的神經系統異常。
心電圖（ECG）：記錄受試者的心臟電活動，用於檢測心律不整或其他心臟問題。
肺功能測試：測量參與者的肺活量（FVC）及強制呼氣量（FEV1），評估其肺部健康狀態。
基礎檢查：包括血液檢測、肝腎功能檢測和心臟酵素水平，作為後續數據比較的基礎。
高流量鼻導管（HFNC）適應期
適應過程：在初步檢查後，使用高流量鼻導管輸送普通醫療空氣（無氫氣）4小時。目的：區分受試者可能對鼻導管設備的反應（如不適、乾燥感）與對氫氣的反應，避免混淆。
氫氣吸入階段
吸入過程：氫氣濃度為 2.4%，流量為 15 L/min，通過高流量鼻導管持續輸送。吸入時間分為 24、48 或 72 小時，根據組別而定。
監測：受試者在此期間接受定期檢查，包括生命體徵監測（如心率、血壓）、症狀評估和實驗室檢測。使用《國家癌症研究所不良事件通用術語標準》（CTCAE）對不良事件進行分級。
出院前的測試
重複測試：再次進行與基線檢查相同的測試，包括身體檢查、MMSE、神經學檢查、肺功能測試、心電圖及實驗室檢測。比較出院前與基線數據，評估長期吸入氫氣是否對受試者的健康產生影響。
隨訪電話訪談
第一次隨訪在出院後 24 小時進行，第二次在 3 至 5 天後進行。評估參與者是否出現延遲性不良反應，或記錄吸入結束後的任何健康改變。
以上表明了這是一嚴格設計的實驗流程，保證了研究結果的科學性和可靠性。並且系統地檢測了氫氣吸入對受試者多方面健康指標的影響，包括呼吸系統、神經系統及心血管系統。提供了有效及安全性評估的全面數據。
臨床研究結果
參與者的人口統計學特徵 研究確保了性別的均衡分配，以及多樣化的種族背景，提升結果的普遍性。並且提供參與者的基本健康數據，用於支持研究結果的可信度。
特徵 | 數據 |
參與人數 | 8 人 |
性別 | 男性：4 人 (50%)、女性：4 人 (50%) |
族裔 | 拉丁裔：0 人 (0%)、非拉丁裔：8 人 (100%) |
種族 | 白人：3 人 (38%) 黑人/非裔美國人：2 人 (25%) 亞裔：1 人 (13%) 多種族：2 人 (25%) 其他或未知：0 人 (0%) |
體重 (kg) | 平均值：73.9 中位數：76.7 標準差：11.0 最小值：56.7 最大值：86.5 |
年齡 (歲) | 平均值：22.1 中位數：20.8 標準差：4.1 最小值：18.5 最大值：30.7 |
總體安全性
8名參與者均完成了整個研究，未出現提前退出情況。
吸入氫氣期間及隨後的觀察期內，未發現臨床顯著的不良事件。
生命體徵與肺功能
心率略有下降，但在正常範圍內，無臨床意義。
FEV1、FVC及FEV1/FVC比值未見顯著變化，數據穩定證明氫氣吸入對肺部無損害。。
實驗室數據
血紅蛋白與血小板數量輕微增加，可能與輕度脫水相關，無需醫療干預。
肝臟、腎臟及心臟酵素水平穩定。
神經功能測試
參與者在注意力、記憶力及運動協調性方面未見異常。
討論與意義
安全性確認
研究證實，健康成人長期吸入2.4%氫氣是安全且耐受的。這為氫氣作為臨床療法鋪平了道路。
臨床應用展望
氫氣吸入療法未來可應用於心臟驟停後腦損傷、中風及敗血症等多種臨床場景。
研究局限性
雖然本研究樣本量較小，未能檢測到低頻不良事件，但為後續大規模臨床試驗提供了堅實基礎。
結論-氫氣吸入療法是安全的
這項研究證實長時間連續氫氣吸入療法是安全的，不僅填補了氫氣吸入療法在安全性評估領域的空白，還為未來應用提供了有力支持。隨著更多臨床試驗的開展，我們有理由期待氫氣療法能在疾病治療中發揮更大的作用。氫氣療法是一項值得探索的創新醫學技術，未來可能為患者提供新的治療選擇。如果您對氫氣療法的最新進展感興趣，請持續關注我們的分享！
氫氣吸入療法閱讀後測驗
1.氫氣於人體吸入研究的主要目的是什麼？
A. 測試氫氣對缺血再灌注損傷的治療效果
B. 評估健康成人長期吸入 2.4% 濃度氫氣的安全性
C. 比較不同濃度氫氣對健康的影響
D. 探索氫氣對動物模型的抗氧化作用
2.氫氣於人體吸入研究中的氫氣濃度是多少？
A. 1.2%
B. 2.4%
C. 3.6%
D. 4.8%
3.氫氣於人體吸入研究，除了氫氣還包括哪些氣體？
A. 氧氣和二氧化碳
B. 氮氣和氧氣
C. 氮氣和氦氣
D. 氧氣和氬氣
正確解答：
氫氣於人體吸入研究的主要目的是什麼？【B】
論文的核心目的是評估健康成人長期吸入 2.4% 濃度氫氣的安全性。研究通過對受試者的生命體徵、肺功能、神經系統和血液指標的觀察，系統性地檢測氫氣吸入是否會產生不良影響，並未針對治療效果或不同濃度的比較進行研究。
氫氣於人體吸入研究中的氫氣濃度是多少？【B】
實驗中提供的氫氣濃度明確為 2.4%，這一濃度的選擇基於動物模型和早期人體試驗的基礎，設計目的是模擬臨床應用場景，並檢測其長期吸入的安全性。
氫氣於人體吸入研究，除了氫氣還包括哪些氣體？【B】
根據論文描述，研究中使用的氣體混合物包含以下成分：氫氣（2.4%）：作為實驗的主要研究氣體。氧氣（21%）：模擬正常空氣中的氧氣比例，確保參與者的氧氣供應正常。氮氣（76.6%）：作為惰性氣體，平衡混合物的成分，並模擬日常空氣中的氮氣比例。這種配方設計的目的是模擬標準呼吸氣體條件（氧氣和氮氣的比例與普通空氣一致），同時保證氫氣濃度穩定。
參考文獻
Chan PS, Nallamothu BK, Krumholz HM, et al: Long-term outcomes in elderly survivors of in-hospital cardiac arrest. N Engl J Med 2013; 368:1019–1026.（住院心臟驟停老年患者的長期結局）
Moler FW, Silverstein FS, Holubkov R, et al; THAPCA Trial Investigators: Therapeutic hypothermia after in-hospital cardiac arrest in children. N Engl J Med 2017; 376:318–329.（兒童住院心臟驟停後的治療性低溫研究）
Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, et al: Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med 2007; 13:688–694.（氫氣作為選擇性還原細胞毒性氧自由基的治療性抗氧化劑）
Yu J, Yu Q, Liu Y, et al: Hydrogen gas alleviates oxygen toxicity by reducing hydroxyl radical levels in PC12 cells. PLoS One 2017; 12:e0173645.（氫氣通過降低PC12細胞中的羥自由基水平緩解氧氣毒性）
Iuchi K, Imoto A, Kamimura N, et al: Molecular hydrogen regulates gene expression by modifying the free radical chain reaction-dependent generation of oxidized phospholipid mediators. Sci Rep 2016; 6:18971.（氫分子通過調控自由基鏈反應調節基因表達）
Ichihara M, Sobue S, Ito M, et al: Beneficial biological effects and the underlying mechanisms of molecular hydrogen - Comprehensive review of 321 original articles. Med Gas Res 2015; 5:12.（氫分子的生物效應及其機制：321篇文獻的綜述）
Hayashida K, Sano M, Kamimura N, et al: H(2) gas improves functional outcome after cardiac arrest to an extent comparable to therapeutic hypothermia in a rat model. J Am Heart Assoc 2012; 1:e003459.（氫氣在心臟驟停後功能恢復的效果可與治療性低溫媲美：大鼠模型研究）
Nagatani K, Wada K, Takeuchi S, et al: Effect of hydrogen gas on the survival rate of mice following global cerebral ischemia. Shock 2012; 37:645–652.（氫氣對全腦缺血後小鼠存活率的影響）
Hayashida K, Sano M, Kamimura N, et al: Hydrogen inhalation during normoxic resuscitation improves neurological outcome in a rat model of cardiac arrest independently of targeted temperature management. Circulation 2014; 130:2173–2180.（常氧復甦期間吸入氫氣改善心臟驟停後神經結局）
Huo TT, Zeng Y, Liu XN, et al: Hydrogen-rich saline improves survival and neurological outcome after cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation in rats. Anesth Analg 2014; 119:368–380.（富氫鹽水改善心臟驟停和心肺復甦後大鼠的存活率與神經結局）
Wang P, Jia L, Chen B, et al: Hydrogen inhalation is superior to mild hypothermia in improving cardiac function and neurological outcome in an asphyxial cardiac arrest model of rats. Shock 2016; 46:312–318.（吸入氫氣在窒息性心臟驟停大鼠模型中優於輕度低溫治療）
Chen G, Chen B, Dai C, et al: Hydrogen inhalation is superior to mild hypothermia for improving neurological outcome and survival in a cardiac arrest model of spontaneously hypertensive rat. Shock 2018; 50:689–695.（吸入氫氣在自發性高血壓大鼠心臟驟停模型中的效果優於輕度低溫治療）
Cole AR, Perry DA, Raza A, et al: Perioperatively inhaled hydrogen gas diminishes neurologic injury following experimental circulatory arrest in swine. JACC Basic Transl Sci 2019; 4:176–187.（圍術期吸入氫氣減少豬實驗性循環停止後的神經損傷）
Huang JL, Liu WW, Manaenko A, et al: Hydrogen inhibits microglial activation and regulates microglial phenotype in a mouse middle cerebral artery occlusion model. Med Gas Res 2019; 9:127–132.（氫氣抑制小膠質細胞激活並調節中動脈阻塞小鼠模型中的小膠質細胞表型）
Htun Y, Nakamura S, Nakao Y, et al: Hydrogen ventilation combined with mild hypothermia improves short-term neurological outcomes in a 5-day neonatal hypoxia-ischaemia piglet model. Sci Rep 2019; 9:4088.（氫氣通氣結合輕度低溫改善新生兒缺氧缺血性腦病短期神經結局）
Yu Y, Yang Y, Bian Y, et al: Hydrogen gas protects against intestinal injury in wild type but not NRF2 knockout mice with severe sepsis by regulating HO-1 and HMGB1 release. Shock 2017; 48:364–370.（氫氣通過調控 HO-1 和 HMGB1 釋放保護重症敗血症小鼠的腸道）
Xie K, Yu Y, Pei Y, et al: Protective effects of hydrogen gas on murine polymicrobial sepsis via reducing oxidative stress and HMGB1 release. Shock 2010; 34:90–97.（氫氣通過降低氧化壓力和 HMGB1 釋放保護多菌種敗血症小鼠）
Cole AR, Raza A, Ahmed H, et al: Safety of inhaled hydrogen gas in healthy mice. Med Gas Res 2019; 9:133–138.（吸入氫氣在健康小鼠中的安全性研究）
Tamura T, Hayashida K, Sano M, et al: Feasibility and safety of hydrogen gas inhalation for post-cardiac arrest syndrome - First-in-human pilot study. Circ J 2016; 80:1870–1873.（心臟驟停後綜合症患者吸入氫氣的可行性與安全性：首次人體試驗）
Ono H, Nishijima Y, Ohta S, et al: Hydrogen gas inhalation treatment in acute cerebral infarction: A randomized controlled clinical study on safety and neuroprotection. J Stroke Cerebrovasc Dis 2017; 26:2587–2594.（急性腦梗死中吸入氫氣治療的安全性與神經保護作用）
Katsumata Y, Sano F, Abe T, et al: The effects of hydrogen gas inhalation on adverse left ventricular remodeling after percutaneous coronary intervention for ST-elevated myocardial infarction - First pilot study in humans. Circ J 2017; 81:940–947.（吸入氫氣對 ST 升高心肌梗死患者左心室不良重構的影響）
Akagi J, Baba H: Hydrogen gas restores exhausted CD8+ T cells in patients with advanced colorectal cancer to improve prognosis. Oncol Rep 2019; 41:301–311.（氫氣恢復晚期結直腸癌患者疲憊的 CD8+ T 細胞以改善預後）
Chen JB, Kong XF, Mu F, et al: Hydrogen therapy can be used to control tumor progression and alleviate the adverse events of medications in patients with advanced non-small cell lung cancer. Med Gas Res 2020; 10:75–80.（氫氣治療用於控制晚期非小細胞肺癌患者的腫瘤進展並緩解藥物不良反應）
Ward JJ: High-flow oxygen administration by nasal cannula for adult and perinatal patients. Respir Care 2013; 58:98–122.（高流量鼻導管給氧在成人和圍產期患者中的應用）
