3.3 氧疗与氢疗
在健康医学中使用较多的氧疗和氢疗技术，包括紫外线照射充氧自血回输疗法（UBIO）、微高压氧疗法（mHBOT）、多原子溶液氧（OPL）疗法和吸氢疗法。在第15 章将对mHBOT 疗法做详细描述，本章主要阐述UBIO、OPL 和氢疗的原理与应用。
（1）紫外线照射充氧自血回输疗法
紫外线照射充氧自血回输疗法（简称UBIO 疗法）在20 世纪20年代起源于欧美国家，可广泛用于心脑血管疾病、心肌梗死、高血压、慢性支气管炎、关节炎、病毒性肺炎、慢性胃炎、糖尿病、非特异性皮炎等疾病的临床治疗。紫外线照射充氧血回输疗法是一种能改善机体缺血缺氧、改善微循环的有效方法。
治疗原理：UBIO 是一种有效的物理疗法，紫外线为高能量的光量子，极易被血浆蛋白质和一些酶类的大分子吸收，从而引起其电子激发，并产生光化学反应。UBIO 可提高氧合血红蛋白的饱和度，改善组织缺氧状态。增强组织对氧和能量物质的利用能力。
UBIO 治疗后，可使血液流变学特性改善，降低血黏度，促进纤维蛋白溶解，导致周围血流速度增快，改善微循环，增强免疫功能。
（2）多原子溶液氧（OPL）疗法
·OPL 简介
意大利比萨大学教授Giovanni Barco 发明的多原子溶液氧疗法，意大利文全称是OSSIGENO POLIATOMICO LIQUIDO，简称OPL，英文是Polyatomic Liquid Oxygen®（PLO）®，指在溶液中的多原子氧（Polyatomic Oxygen In Liquid Solution）。
OPL 疗法主要是通过一个电解过滤器，产生活性氧（ROS）和其他多原子氧的混合物，之后将富含ROS 的氧混合物以可控的安全方式和最佳剂量，通过静脉或肌肉注射回输给患者。OPL 中的活性氧（ROS）主要是
（超氧阴离子），占OPL 总量的98%，另外还有各占1%的O2 和O4。
OPL 原创技术和使用的设备，包括电解过滤器、蠕动泵等已取得欧盟9 项认证证书，获准在欧洲和相关国家的临床治疗中使用。目前接受过OPL 治疗的世界各国患者已超过25 万例，其中包括多位意大利足球明星、政府要员和大量普通民众。
Giovanni Barco 医学博士是意大利比萨大学教授和知名临床医生，目前担任欧盟临床氧疗协会主席，曾长期从事生物化学和临床化学研究，包括研究线粒体氧化代谢长达25年。他第一个开发了临床体内氧化疗法，可用于抗癌、抗衰老、抗病毒感染以及多种呼吸系统和循环系统疾病的治疗，并于1999年开发出可供临床使用的新型氧疗—多原子溶液氧（OPL）的仪器设备，之后又不断将仪器和治疗软件程序进行更新、升级。
Barco 医生的多原子溶液氧临床诊所遍布意大利比萨大区、米兰等多个城市，在英国、法国、俄罗斯等多个国家也设有OPL 诊所。在接受过OPL 治疗的世界各地20 多万患者中，没有发生过一例安全性问题。
·OPL 疗法的适应证
①癌症：胶质母细胞瘤、神经母细胞瘤、乳头状瘤、肠癌、前列腺癌、非霍奇金淋巴瘤、胰腺癌、垂体腺瘤、乳腺癌、膀胱癌、间皮瘤、多发性骨髓瘤、肺癌、莫尔顿神经瘤和其他癌症在使用OPL 治疗某些癌症，如脑胶质瘤，也同时使用抗癌药替莫硝唑或甲基苄肼。OPL 可提高这两种药物的疗效，降低其不良反应；②脊髓疝；③类风湿性关节炎；④骨髓炎；⑤淀粉样变性病；⑥血管疾病（如雷诺病）；⑦伤口护理；⑧缺氧、慢性阻塞性肺病、哮喘、肺气肿；⑨需氧菌和厌氧菌败血症；⑩炎性肠道疾病和食管裂孔疝；⑪视网膜病变；⑫皮肤病（牛皮癣）；⑬抗衰老，提高细胞、肌肉和整体身体机能。
·OPL 仪器组成
2017年最新升级的OPL 仪器包括三个独立部分（图7.10）： ①制氧机；②主机（计算机操作控制系统，电解过滤器等）；③蠕动泵。
这款改进型仪器的优势是改进了OPL 的制备效率，进一步提高了癌症的治疗效果。OPL 的核心部件是电解过滤器，已获得欧盟认证证书。
·OPL 治疗癌症的原理
OPL 治疗原理之一是基于诺贝尔奖获得者Otto Heinrich Warburg 的重要发现，即导致癌症的主要原因之一是缺氧，癌细胞不能在高浓度氧的环境中生存。只有在碱性条件下，细胞中才可能有高浓度氧。
癌细胞是通过葡萄糖的无氧酵解获取细胞分裂、增殖和生长所需要的能量，1 分子葡萄糖可生成2 分子ATP 并生成代谢废物乳酸（图7.11），而正常细胞主要通过在线粒体内膜电子传递链上发生的氧化磷酸化反应，获取细胞生长所需要的能量，1 分子葡萄糖的完全氧化可生成38 分子ATP。
OPL 中的活性氧（ROS）可杀死癌细胞和病原体。活性氧包括超氧阴离子（
）、羟自由基（· OH）、质子型氢过氧基（
）、过氧化氢（H2O2）等。在OPL 中占98%的超氧阴离子（
）也是一种自由基，属于活性氧，与普通氧分子有不同的化学结构：
比O2 多一个负电荷。
图7.10 2017年新型号OPL 仪器
图7.11 肿瘤细胞通过无氧酵解获取能量
ROS 在细胞中可以有正面和负面两方面的作用，这取决于它存在的浓度。
一定量（正常生理水平）的ROS 参与细胞信号传导和调节转录，是细胞发育增殖所必需的，并可参与ATP 的合成与分解，参与凝血酶原、胶原蛋白、花生四烯酸的合成与活化，参与杀死外来入侵的病毒、细菌（氧化细菌或病毒的DNA 使其损伤）以及参与有毒物质的羟基化（肝脏解毒）。
过量的ROS 可使细胞的线粒体或基因组DNA 氧化突变，引起各种退行性疾病，也可损坏线粒体膜结构和蛋白结构，引起细胞凋亡，因此必须在病理性ROS 的有效去毒和保持生理性ROS 水平之间取得平衡。这种精细平衡可用于管控癌症。
超氧阴离子（O-2）在细胞内发生的Harber Weiss（哈伯-韦斯）反应如下（图7.12）：
图7.12 哈伯-韦斯反应
从上面的化学反应式可以看到，哈伯-韦斯反应产生的O2 使细胞内的氧浓度提高；OH-使细胞微环境变为碱性，有利于保持细胞内的高氧浓度，抑制肿瘤细胞的生长；产生的·OH 与O-2 一样，都属于活性氧（ROS），可杀死癌细胞和各种病原体。
OPL 疗法的安全性表现在：①在正常细胞中，可清除ROS（超氧阴离子）的酶（超氧化物歧化酶，SOD）含量较高，可及时清除过量的超氧阴离子，因此在OPL 治疗时正常细胞不被高剂量的超氧阴离子损伤。然而在癌细胞中SOD 的含量极低或缺失，不能有效清除过量的超氧阴离子，因此可被高浓度的ROS 杀死；②将超氧阴离子浓度控制在安全阈值之内。OPL 治疗中所使用的ROS 的剂量是受到控制的，以防止过高的ROS 超出SOD 的清除能力，误伤正常细胞。Barco医生根据多年的研究，将治疗中ROS 自由基的使用上限设定在LD50=200 mg（LD50指半数致死量）。同时使用适量的维生素C（还原剂），对抗过量的ROS 并促进肿瘤细胞凋亡［62-63］。
以上各项措施能保证OPL 肿瘤治疗的特异性和安全性，在长达20 多年的临床实践中至今尚未发现OPL 氧疗法有任何不良反应。
OPL 疗法的优势有：①多种适应证。包括16 种癌症以及类风湿性关节炎骨髓炎，淀粉样变性病，血管疾病（如雷诺病），伤口护理，缺氧，慢性阻塞性肺病，哮喘，肺气肿，需氧菌和厌氧菌败血症，炎性肠道疾病和食管裂孔疝，视网膜病变，皮肤病（牛皮癣）等等；②疗效明显。OPL 疗法通过提高细胞内氧浓度和超氧阴离子（活性氧）扩散进入细胞，损伤癌基因组，令肿瘤细胞凋亡，对霍奇金淋巴瘤、胶质母细胞瘤、胰腺癌、肝癌、乳腺癌等癌症的治疗特别有效，对胰腺癌、非霍奇金淋巴瘤和前列腺癌的完全缓解率可分别达到39%、53%和78%；③OPL 中的
不需要血液循环，可通过扩散快速穿过细胞膜进入细胞内，因此可避免血脑屏障对许多药物进入大脑造成的障碍；④多种给药方式，包括接触输入、在肿瘤位点注射、皮下注射、静脉注射；⑤可增加化疗药物的疗效并降低毒副作用。与治疗中枢神经系统肿瘤的化疗药物替莫唑胺、甲基苄肼等一起使用，可提高这些药物的疗效并降低其毒副作用。结合使用阻止肿瘤细胞利用葡萄糖的药物（如乳酸脱氢酶抑制剂），可使癌症治疗疗程缩短至3 个月；⑥每次治疗时间短、成本低。
鉴于OPL 疗法的上述特点和优点，目前已在健康医学的癌症和慢病干预以及抗衰老中得到广泛应用。图7.13 展示脑胶质瘤可通过OPL 治疗得到有效控制［64］。
图7.13 使用OPL 治疗脑胶质瘤
（3）氢疗
分子氢（H2）或二原子氢（图7.14）是无味、无异臭的可燃气体。H2 通过调节谷胱甘肽、过氧化物歧化酶和过氧化氢酶的Nrf2 途径，降低氧化压力，提高氧化还原稳态平衡。H2 与其他气体信号分子（如NO、CO 和H2S）一样，可调节信号传导、蛋白质磷酸化和基因表达，有抗炎、抗过敏和抗凋亡的保护作用。
图7.14 分子氢
氢疗使用氢气（分子氢H2）作为治疗手段，可以预防和治疗包括神经退行性疾病、癌症、生活方式相关疾病、肺气肿、COPD、脑局部缺血等70 多种疾病，也可以大幅提高运动能力，是抗衰老和全面提高生活质量的可靠高效方法。
日本医科大学发育与衰老研究所的太田成男（Shigeo Ohta）教授指出，持续的氧化压力，是大多数生活方式相关疾病、癌症和衰老的主要诱因之一，急性氧化压力可直接引起严重组织损伤，而抗氧化剂治疗的成功率很小。分子氢（H2）作为一种新型抗氧化剂，在疾病预防和治疗中有独特优势，包括①可通过扩散迅速进入组织和细胞；②不破坏细胞内的氧化还原反应；③不影响在细胞信号传导中发挥作用的活性氧（ROS）的功能；④摄入氢一般不会引发不良反应［65］。
摄入氢的方式包括：①吸入氢气；②饮用溶解了分子氢（H2）的水；③氢浴；④注射溶解了H2 的生理盐水（氢生理盐水）；⑤使用氢生理盐水滴眼；⑥通过肠道菌群增多在肠道中H2 的产生。
自从2007年Nature Medicine 发表了第一篇分子氢（H2）疗法的研究论文［66］之后，4年之内就有38 篇疾病、生理和临床测试相关论文在主流生物医学期刊上发表，截至2018年在国际生物学/医学期刊上发表的氢医疗研究论文已超过1 000 篇。在现代健康医学的实践中，氢医疗是重要现代技术之一，已在癌症预防/治疗、抗炎、抗过敏、抗氧化和抗衰老等方面取得了许多重要进展。