醫(yī)用臭氧在內(nèi)科臨床中的應用

　　郭亞兵

　　臭氧 (臭氧 , ozone, O3 )是由 3個氧原子組成的、空氣中不穩(wěn)定、常溫常壓下約45min轉化成氧氣。醫(yī)用臭氧是用醫(yī)用純氧通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與醫(yī)用氧氣的混合氣體 ,所產(chǎn)生的臭氧濃度必須是能夠精確調(diào)控的。

　　一、醫(yī)用臭氧發(fā)展簡史[ 1 ]

　　瑞士牙科醫(yī)生 Fisch ( 1899 ～1966 ) 首先將臭氧應用于臨床實踐。外科醫(yī)生 Payr ( 1871 ～1946 )利用臭氧治療壞疽 ,并很快意識到臭氧在外科學的應用價值 , 并將他的臨床應用實踐結果在第 59屆德國外科協(xié)會柏林會議 ( 1935 年 )上發(fā)表。1936年 ,法國醫(yī)生 Aubourg設計將醫(yī)用臭氧直腸灌注的方法治療慢性結腸炎和腸瘺。1958年 , Hansler應用首臺濃度劑量可調(diào)控的臭氧治療儀 , 1968 年 Wolff應用基本自血療法 (major autohaemothe rapy, MAH ) ,并于 1972 年與 Hansler一起成立了醫(yī)用臭氧學會 , 1993 年更名為臭氧預防和治療應用醫(yī)學會。2002 年南方醫(yī)院介入科在國內(nèi)首先開展臭氧椎間盤突出癥治療 , 2003 年醫(yī)用臭氧嘗試應用于丙型肝炎治療 ,中國大陸在 2004 年底開始嘗試用臭氧治療乙型肝炎、藥物性肝炎、酒精性肝病、類風濕性關節(jié)炎治療嘗試。

　　二、醫(yī)用臭氧治療方法

　　1.基本自血療法 (MAH ) :外周靜脈采取 50 ～200 m l抗凝全血 ,取同體積一定濃度臭氧 ( 10～60 mg /L )和醫(yī)用純氧混合氣體 ,體外與全血充分混合后回輸。該方法主要用于全身系統(tǒng)性疾病 ,如免疫調(diào)節(jié)治療、血管性疾病、腫瘤輔助治療。

　　2.臭氧直腸灌注療法 ( R I) :取約 3倍基本自血療法用量的臭氧、純氧混合氣體,通過肛門緩慢釋放到直腸中。用于肝炎和潰瘍性結腸炎治療。

　　3.臭氧氣浴:臭氧氣浴罩扣住皮膚外傷或潰瘍處 ,進行臭氧氣浴。用于治療皮膚損傷。

　　4.臭氧局部注射:將臭氧混合氣體直接注射至關節(jié)或椎間盤。用于治療關節(jié)損傷和椎間盤突出癥。

　　5.臭氧水局部沖洗: 臭氧比氧氣易于溶于水 , 在零度臭氧水溶解度為 49. 0 m l,是氧氣的 10倍。在冰箱中可保存 2 d。用于口腔傷口沖洗等。

　　6.臭氧橄欖油外涂敷:臭氧溶于橄欖油中可以保存數(shù)月。用于皮膚擦傷。此外 , 應用臭氧時: 禁止從呼吸道吸入或從血管直接注射。G262PD 缺陷和

　　癥狀未控制的甲狀腺亢進患者相對禁忌使用臭氧。

　　三、醫(yī)用臭氧藥效學基礎

　　作為醫(yī)用臭氧必須具備純度高和濃度可調(diào)控性。只有在制造出劑量可調(diào)控的臭氧發(fā)生器后 ,對臭氧的基礎研究才開展起來。1975 ～1986 年研究臭氧對血紅細胞 ( RBC)作用 , 1990～2001年研究 (Bocci等 ,意大利 )臭氧對 WBC和免疫細胞作用 ,發(fā)現(xiàn)臭氧的免疫激活和調(diào)節(jié)作用 ,以及其激活抗氧化酶和清除自由基作用。此外 ,也具有減輕器官缺血再灌注損傷作用。1999 年發(fā)現(xiàn)臭氧能提高嚴重腹膜炎實驗動物的生存率[ 3 ] 。

　　1.臭氧對紅細胞作用:早在 1975 年就開展了臭氧對血紅細胞影響的體內(nèi)外實驗研究[ 4 ] ,結果顯示臭氧能提高紅細胞的代謝 ,如激活糖的氧化旁路 (磷酸戊糖旁路 , PPW ) ,增加紅細胞內(nèi) 2, 3 二磷酸甘油酸 ( 2, 32DPG)含量 ,該分子進入血紅蛋白分子結構中 ,同時排擠釋放出 4 個氧分子 ,血紅蛋白對氧分子的親和性降低,血紅蛋白氧和曲線右移 ,增加組織供氧效應 , 2, 32DPG不穩(wěn)定 ,儲存 10 d的血中 2, 32DPG含量降低 10% ,儲存 30 d的血中 2, 32DPG含量幾為零。同樣 ,臭氧處理后也增加紅細胞內(nèi) ATP含量 ,即促進紅細胞代謝作用。對大多數(shù)進行磷酸戊糖通路代謝旺盛的細胞來說 , PPW 途徑主要提供單氧酶體系的供氫體 (NADPH )形式的還原能力 , NADPH 是谷胱甘肽還原酶的輔酶 ,對維持紅細胞的膜完整性具有重要意義 ,也與肝臟等解毒機能和生物轉化功能密切相關。在臭氧對紅細胞脆性影響研究中 ,使紅細胞在 200 mm Hg壓力下通過 3 nm 孔徑的濾膜 ,計算紅細胞破裂率。結果隨著臭氧濃度的增加 , 紅細胞破裂率逐漸減低 , 在臭氧濃度 37 mg /L時達最低值 ,但當高濃度臭氧 ( 77 mg /L )時 ,該作用減弱。作為強氧化劑 ,臭氧有可能造成溶血。尤其在 G262PD 缺陷癥 (蠶豆病 ) ,由于不能產(chǎn)生足夠的還原物質 (缺少 NADPH , 使還原型谷胱甘肽減少 ) , 遇到氧化劑 , 紅細胞膜易破而溶血,但臭氧對血小板無促凝作用。在應用臭氧治療實踐中 ,我們發(fā)現(xiàn)外周抗凝全血經(jīng)臭氧、純氧處理后血液黏稠度降低 ,顏色變紅。這一變化有利于改善微循環(huán)。

　　2.臭氧激活抗氧化酶和清除自由基作用:體內(nèi)抗氧化作用有以下機制:超氧化物岐化酶 ( superoxide dismutase, SOD ) 分解超量的過氧化自由基 ,過氧化氫酶( catalase)分解過氧化氫 ,谷胱甘肽超氧化物酶 ( glutathion peroxidase)分解有機過氧化物 ,磷酸戊糖旁路代謝中的 62磷酸葡萄糖脫氫酶 ( glucose262phosphate2dehy2drogenase)增加單氧酶體系的供氫體 (NADPH )形式的抗氧化還原能力。臭氧作為超氧化物能激活以上抗氧化酶[ 5 ] ,起到“以毒攻毒 ”作用 ,這一作用在清除慢性炎癥過程中形成的自由基 ,由此可用于治療慢性關節(jié)炎癥和血管炎癥 ,以及抗衰老作用。在器官缺血再灌注損傷研究中 ,自由基起到重要作用。在器官缺血再灌注前應用臭氧 ,通過激活 SOD ,提高細胞抗自由基氧化作用 ,可以減輕器官損傷。Peralta等[ 6 ]在肝臟缺血再灌注損傷研究中發(fā)現(xiàn) ,臭氧能提高腺苷 ( adenosin) 量 , 降低黃嘌呤 ( xanthine)水平。前者具有保護作用 ,后者可形成反應性自由基對肝臟具有損傷作用。因此 ,我們設想在器官缺血再灌注情況 (體外循環(huán)、肝腎移植 ) 前用臭氧預防性治療 ,可能有利器官保護和功能恢復。與其他抗氧化藥物 (例如還原性谷胱甘肽 )不同 ,醫(yī)用臭氧可以作用于細胞內(nèi) ,相當于“疫苗 ”作用 ,通過刺激激活體內(nèi)抗氧化抗自由基能力 ,因此有預防性作用 ,且作用持續(xù)時間長。而當前抗氧化藥物不能進入細胞內(nèi)作用 ,僅在血漿中短暫作用 ,且無預防性持續(xù)作用特點。

　　3.臭氧對免疫細胞作用:臭氧對紅細胞的研究后 ,引發(fā)對血液中白細胞研究的興趣 ,即對淋巴細胞的作用研究。Bocci等經(jīng)過十余年的研究[ 7, 8 ] ,終于揭開了臭氧在一定濃度下具有免疫激活和調(diào)節(jié)作用的面紗。臭氧作用全血 ,可誘導產(chǎn)生眾多細胞因子 ,包括干擾素 ( IFN 2β、γ) 、白細胞介素 ( IL 21b、2、4、6、8、10 ) 、腫瘤壞死因子 ( TNF2α) 、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子 ( GM 2CSF ) 和轉化生長因子( TGF2β1 ) 。我們已知部分細胞因子的生物作用 , 如 IL 26 能促進抗體合成、GM 2 CSF提升白細胞、α、β干擾素具有抗病毒活性、IL 22 和 TNF2α具有調(diào)節(jié)免疫作用、激活細胞毒性 T細胞 ( CTL ) 、NK細胞及抗體依賴性細胞毒作用 (ADCC) 、IL 2 10和 TGF2β1 具有抑制超強免疫作用 ,這也解釋了為什么臭氧能治療風濕病等自身免疫性疾病。被闡明的另一有趣而重要的現(xiàn)象是 ,臭氧濃度是決定以上細胞因子誘導成功的關鍵。不同細胞因子誘導的臭氧濃度不同 , IFN 2γ最佳臭氧濃度為11.5 mg /L、IL 26 和 TNF2α是 25 mg /L。因此 20 ～40 mg /L 臭氧濃度是激活免疫的有效濃度范圍。臭氧對免疫細胞作用機制還未明確。臭氧與水作用立即生成活性氧 ( reactive oxygen species, ROS) ,具有細胞毒性作用 ,但是能被血漿中的維生素 E、尿酸、白蛋白等抗氧化物質迅速中和。因此低濃度低劑量臭氧產(chǎn)生的ROS作用時間短暫 ,不起主要作用。臭氧與血漿中脂質 (不飽和脂肪酸、磷脂、糖脂等 )反應 ,產(chǎn)生脂質過氧化物 ( lip id peroxidation, LOPs) ,包括 R 2OOH、MDA、42HNE。而脂質過氧化物可以到全身各個臟器。推測臭氧對全身細胞作用主要是脂質過氧化物 , LOP進入細胞漿 ,激活核因子 NF2κB ,使細胞基因轉錄和翻譯 ,釋放細胞因子。體外 50～100 m l臭氧化全血回輸體內(nèi) ,單個核細胞 ( PBMC)移行到不同的淋巴器官 (脾、淋巴結、胸腺等 ) 和非淋巴器官 (肝、肺 ) ,作用其他免疫細胞。該作用按一般經(jīng)驗推測可能需要 10次以上系列臭氧自血回輸才能保持較持久的免疫激活效果 ,每年可能需 1～2次的系列治療維持療效。

　　四、醫(yī)用臭氧在肝病的預防和治療初步實踐

　　1.病毒性肝炎:醫(yī)用臭氧治療急性肝炎有少數(shù)病例報道 ,對急性黃疸性肝炎退黃、降轉氨酶有作用。近年開羅大學研究者進行了臭氧治療丙型病毒性肝炎60例臨床研究 ,結果治療半年 HCV RNA 陰轉率達 37% 。我們對 25 例慢性乙型肝炎患者單用臭氧治療 3～5個月。11例患者 ( 11 /25, 44% )血清 HBV DNA 載量下降超過 2 log10 , 5例 ( 5 /25, 20% )達到抗病毒治療的聯(lián)合應答療效 (ALT復常 , HBV DNA 小于 1000 拷貝 /m l, HBeAg血清學轉換 ) 。隨訪觀察 ,停止治療最長 1. 5年無復發(fā)。治療 2周即可觀察到 HBV DNA 下降 ,最快治療 1個月時 HBV DNA 達檢測線以下 (小于 1000 拷貝 /m l) 。2 例是對干擾素治療無效或拉米夫定耐藥者 (所謂難治性肝炎 ) ,用臭氧治療有效。但有部分患者卻對臭氧治療應答差 ,個中原因尚未清楚。醫(yī)用臭氧對免疫的調(diào)節(jié)作用可能具有激活或抑制雙向作用 ,關鍵可能決定臭氧濃度。體外實驗顯示 ,臭氧作用外周血單個核細胞 ( PBMCs) 刺激細胞因子 ,最大刺激作用的臭氧濃度窗非常窄 ,而且不同細胞因子最大刺激作用的臭氧濃度窗不同。由于不同個體抗氧化能力不同 ,同一臭氧劑量濃度下在不同個體中其作用就可以不同。因此 ,為解決個體反應差異性問題 ,我們在利用臭氧免疫調(diào)節(jié)作用治療病毒性肝炎時 ,臭氧應用采取變動濃度方式。醫(yī)用臭氧治療病毒性肝炎原理推想有以下幾點: ( 1)臭氧的免疫激活和免疫調(diào)節(jié)作用。通過誘導細胞產(chǎn)生多種細胞因子 (干擾素、白細胞介素等 ) ,提高機體抗病毒免疫作用; ( 2)通過直腸灌注臭氧和純氧混合氣體 ,臭氧與體液反應后 ,通過門靜脈吸收入肝,對肝臟具有改善微循環(huán)、清除自由基而顯示出護肝作用。醫(yī)用臭氧具有安全、多作用效應特點。對肝炎治療有人把臭氧比喻為:相當于當前抗病毒藥物 +降酶退黃“護肝 ”藥物 +免疫調(diào)節(jié)藥物的總和。很有可能成為與干擾素、核苷 (酸 )類似物完全不同的、更加安全、適應證更廣的第 3 類治療方法 ,其應用前景不可估量 ,值得去探討研究。當前我們正在組織進行臭氧與干擾素治療乙型肝炎的對照臨床研究 ,近年就可以獲得醫(yī)用臭氧治療乙型肝炎療效的確切療效資料。

　　2.藥物性肝炎治療與預防:藥物性肝炎 (包括酒精性肝炎 )非常普遍 ,尤其是腫瘤化療藥物和肝臟放射治療 ,多具有肝毒性和損傷性 ,引起肝衰竭死亡也較常見。當前還沒有預防該類肝損傷的有效方法?；熕幬锖透闻K放射損傷的一個重要機制是通過產(chǎn)生大量對組織細胞有損傷的自由基。臭氧具有誘導組織細胞產(chǎn)生抗氧化抗自由基作用 ,推測臭氧預防性治療有可能達到預防藥物或放射性肝炎作用。我們利用四氯化碳和醋胺酚 (APAP)造成狗急性中毒性肝損害模型 ,用預防性直腸罐注醫(yī)用臭氧 15 次 ( 1 次 / d) , 證實了臭氧的肝中毒預防性保護作用[ 9 ] ?；诖苏J識 ,我們對 1例乙型肝炎肝硬化并非何杰金淋巴瘤化療患者進行了臭氧治療。該患者以非何杰金淋巴瘤診斷住院 ,首次化療 ( CHOP方案 )出現(xiàn)肝衰竭 ( C2P評分 11分 )后 ,方發(fā)現(xiàn)還患有乙型肝炎肝硬化。在首次化療結束 4 個月后淋巴瘤復發(fā) ,必須再次化療。此時肝功能還未完全恢復 ,再次化療必然加重肝損害。在此次化療中 ,我們同時加用了臭氧治療 ( R I/MAH ) ,成功預防性治療了藥物性肝損害和肝衰竭 ,該患者成功耐受住 CHOP方案的 4 次化療 ,肝功能還有所恢復 ( C2P評分 7分 ) ,該經(jīng)驗有待進一步推廣應用和證實。

　　3.醫(yī)用臭氧對其他疾病治療: 國內(nèi)如山西省腫瘤醫(yī)院、山東、成都以及古巴等多家單位應用臭氧對非何杰金淋巴瘤、類風濕性關節(jié)炎、自身免疫性疾病糖尿病等[ 10 ]頑疾進行了嘗試性治療研究。初步結果令人鼓舞 ,顯示出良好的應用前景。我們曾對 1例 20年類風濕性關節(jié)炎患者進行了臭氧治療。該患者四肢大關節(jié)嚴重變形 , 每到秋冬季節(jié) , 關節(jié)紅腫疼痛 , 常年不能下地自行活動。臭氧(MAH )治療 2個月 ,成功完全緩解了關節(jié)紅腫疼痛 ,減少了長期應用的皮質激素用量 ,已能正常下地活動。

　　五、臭氧在肝病防治等領域中的應用展望

　　還有諸多不明的問題有待研究闡明。在基礎研究方面需闡明臭氧對 HBV 以及對宿主抗病毒免疫作用與機制。在臨床研究方面亟需進行規(guī)范的多中心、隨機對照臨床試驗 ,提供循證醫(yī)學證據(jù)來確定臭氧治療的真正療效、最佳劑量和療程 , 以及不同疾病狀態(tài)人群的適應證 (例如對重型肝炎或對 HBV 無癥狀攜帶者的療效等 ) 、與其他抗病毒藥物聯(lián)合或續(xù)慣治療方法的探索等。臭氧應用方面也有其限制 ,例如氣態(tài)臭氧在 50 m l注射器中的常溫常壓下極不穩(wěn)定 ,很快分解 ,因此 , 臭氧治療必須在醫(yī)院進行 ,而不能如同藥物可帶回家用。另外 ,臭氧的耐受性有個體差異 ,即不同個體具有不同的抗氧化能力。一般來說 ,年青人比中老年人抗氧化能力強 ,身體強壯者比體衰者抗氧化能力強。不同的抗氧化能力 ,使得同一臭氧濃度量下不同個體反應性不同。因此 ,臭氧治療過程中 ,臭氧濃度劑量需要個體化調(diào)整。最好能夠通過測定個體的抗氧化能力指標為依據(jù) ,來調(diào)整臭氧濃度劑量。

　　臭氧肝保護治療和預防作用是非常有應用前景的。有可能解決長期困擾我們的藥物性肝炎 (包括化療、放療 )的防治問題。這一領域的突破將給大量的患者帶來福音 ,其中有些是醫(yī)學非常關注的重要疾病患者 (如器官移植患者、腫瘤深度治療患者等 ,醫(yī)療花費巨大 ,及待提高治療成功率和生存率 ) 。因此 ,非常有必要進一步臨床應用探討。

　　臭氧在免疫性疾病(類風濕性關節(jié)炎、自身免疫性肝炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡)和 糖尿病[ 9 ]的作用逐漸引起人們關注 ,值得去實踐探討。

　　參 考文 獻

　　1 Haensler RV. The use of ozone in medicine 4 th edition. Germany D ruckerei Naber 76549 Huegelsheim , 2002. 21-31.

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　　3 Torossian A , Ruehlmann S, Eberhart L , et al. Pre2treatment with ozonized oxygen (O3) aggravates inflammation in sep tic rats. Inflamm Res, 2003, O53: 122-125.

　　4 Hoffmann A , V iebahn R. The influence of ozone on 2, 3 diphosphoglycerate synthesis in red blood cell concentrates. Proceedings of the 15th ozone world congress, Imperial College London, 2001.

　　5 Larini A , B ianchi L , Bocci V. The ozone toleranc: Enhancement of antioxidant enzymes is ozone dose-dependent in Jurkat cells.

　　Free Radic Res, 2003, 37: 1163-1168.

　　6 Peralta C, Xaus C, Barttrons R , et al. Effect of ozone treatment on reactive oxygen species and adenosine p roduction during he2 patic ischem ia2reperfusion. Free Radic Res, 2000, 33: 595-605.

　　7 Larini A , Bocci V. Effects of ozone on isolated peripheral blood mononuclear cells.Toxicol In V itro, 2005, 19: 55-61.

　　8 Bocci V. Ozone as a bioregulator. Pharmacology and toxicology of ozone therapy today. J B iol Regul Homeost Agents, 1996, 10: 31-53.

　　9 霍荻 , 楊運高 , 敖飛健 , 等. 醫(yī)用三氧與中藥對醋氨酚犬中毒性肝炎的保護作用. 世界華人消化雜志 , 2007, 15: 282-286.

　　10 Gregorio M S,Saied MAD ,Silvia M ,et al.Therapeutic efficacy of ozone in patients w ith diabetic foot. Eur J Pharmacol, 2005,523: 151-161.

　　(收稿日期 : 2007208209)

　　(本文編輯:王丹靜 )

　　郭亞兵. 醫(yī)用臭氧在內(nèi)科臨床中的應用 [ J /CD ]. 中華實驗和臨床感染病雜志:電子版 , 2008, 2 ( 1 ) : 105-109