冈山医学会杂志 第125卷 December2013, pp. 201ﾝ204
2012年度冈山医学会奖
癌症研究鼓励奖（林原奖/山田奖）
氢分子对NASH的有用性
河合大介＊，高木章乃夫，山本和秀
冈山大学大学院医齿药学综合研究科 消化道和肝内科
关键词：氧化应激，水素水，NASH，肝肿瘤
Hydrogen as a treatment candidate fornon-alcoholic steatohepatitis
Daisuke Kawai＊, Akinobu Takaki, Kazuhide Yamamoto
Department of Gastroenterology and Hepatology, Okayama University Graduate School ofMedicine, Dentistry and Pharmaceutical Sciences
河合大介
1976年出生
2003年3月 毕业于香川大学医学系
2003年4月 国立医院组织岩国医疗中心 初期研修
2005年4月 进入冈山大学医齿学综合研究科深造
2005年5月 三丰综合医院 后期研修
2007年12月 返回冈山大学
2012年4月 津山中央医院 内科主任
2012年5月 津山中央医院 内科副部长
2013年3月 冈山大学大学院医齿药学综合研究科毕业
至今
引言
氧化应激是从单纯性脂肪肝发展为非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis；NASH）的过程中的一项重要因素。氢分子是一种有效的抗氧化剂，可去除有毒活性氧（ROS）而又不抑制生理性的氧化应激。我们已经发表了通过给NASH模型小鼠喝含氢水可以抑制NASH的肝炎影像和癌变的论文。本文介绍该项研究的背景和意义。
NASH的发病和发展成因
改善卫生环境减少了新的病毒性肝炎的发生，抗病毒疗法的发展也改善了慢性肝炎和肝硬化病例的预后，但NASH在慢性肝病中所占比例却在激增，这表明在将来的慢性肝病诊疗中，对NASH的病情控制占据着重要地位。显然，暴饮暴食和肥胖是NASH发病的基础。传统上，NASH的成因一直是以“two hit theory（两次打击理论）”来解释的，即先有first hit (一次打击)的脂肪肝，在此基础上，各种细胞因子和氧化应激作为second hit(二次打击)加入，从而促进了病情发展。然而，有报告指出炎症引起肝脂肪变性，还有报告指，肝脏中与脂质代谢有关的PNPLA3基因多型，在包括轻度NASH在内的脂肪肝患者和晚期NASH之间有所不同，故此有人提出了multiple parallel hit theory(多重平行打击理论)认为脂肪肝充其量也不过只是原因之一而已。无论如何，NASH病情可能是在诸多因素影响下才形成的。肥胖和胰岛素抵抗是基础，free cholesterol(游离胆固醇)和free fatty acid(游离脂肪酸)等诱导脂肪细胞肥大和对肝细胞、炎性细胞的脂肪毒性，进而引起肝脂肪变性、炎性细胞浸润和纤维化。显然，氧化应激对这一疾病进程有重要影响。由于线粒体呼吸在氧化应激源中占有很高的位置，因此很明显，作为人体中最大的含有线粒体的器官“肝脏”中的脂肪沉积和炎症，强烈地诱发了氧化应激1）。据报道，在大规模研究中发现，维生素E、吡格列酮/二甲双胍这类抗氧化剂和对糖耐量异常有改善作用的药物是有用2）。但是，这些报告仅证明了短期作用，并且对长期预后的评估还不够充分。关于与动脉硬化和癌变有关的抗氧化剂的有用性存在争议，并且有许多针对其影响了生存期的负面报道，需要进行慎重的评估。在这种情况下，我们就能够不受细胞类型和细胞膜亲水性等因素的影响而诱导适度抗氧化作用的氢分子对NASH的有用性进行了研究3）。
氢分子在各种病态中作为抗氧化剂的有用性
氧化应激被认为是在生物体内的氧化反应和抗氧化反应失去平衡并且氧化反应占据上风的一种状态，能引起炎症、衰老和致癌等多种疾病。另一方面，氧化应激是排除病原微生物所必需的生理反应，有报告指，利用抗氧化剂强烈抑制氧化应激后，丙肝病毒的增殖能力会增强4），还有一些基础研究报告指，像维生素C等强还原力的物质在其还原反应结束后会产生强氧化力物质并损害DNA5），因此保持适度平衡很重要。在干预研究中被认为是最有效的针对动脉粥样硬化相关疾病的抗氧化剂的有用性不一定有多大，甚至有报道6）称，抗氧化剂的典型代表维生素E通过荟萃分析表明其是导致生存恶化的重要因素。近来，当考虑将消除氧化应激作为实际治疗方案时，一般认为有必要去除有毒的活性氧种羟基自由基，而不应损害生理上有益的活性氧种。因此，氢分子（H2）作为这种物质近来引起了人们的关注。Ohsawa等人报道指出，氢分子能进入细胞内部而无需介由特定的受体，仅选择性地清除羟基等有毒活性氧，通过高浓度氢气吸入，小鼠的体内氧化应激模型的脑缺血再灌注损伤和肝缺血再灌注损伤得到了抑制7)。从那时起，分子氢的有用性已在包括四氯化碳诱导的急性肝损伤模型在内的许多疾病模型中得到了证实8）。
饮用水素水对NASH的有用性
我们使用NASH模型对饮用水素水的有用性进行了研究。将改善NASH肝功能障碍的抗氧化应激药的过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）激动剂吡格列酮作为阳性对照，就肝脏炎症、纤维化、致癌进行了研究。使用的NASH模型是在许多报道中已被广泛认可的食用蛋氨酸/胆碱缺失饮食的小鼠（MCD小鼠）和最近上市销售的NASH发病约16周后并发肝癌的striptozotoin处理高脂肪饮食小鼠（STAM小鼠；史莱克再生医学研究所）这两种。两者均分为三组进行研究：①普通水（CW组）；②氢水（HW组）；③含吡格列酮的饲料+普通水（PGZ组）。肝组织结果显示，HW组和PGZ组包括脂肪变性在内的NAS评分有所改善，而血清ALT水平和肝内TNFα、IL6、脂肪酸代谢关联基因（FAT：fatty acid translocase）的实时PCR定量检测结果和氧化应激生物标记物的肝脏8-OHdG浓度，在HW和PGZ组有所下降。HW组的肝胆固醇与PGZ组相比，抑制作用偏低，但血清氧化应激状态（ROM：reactive oxygen metabolite）的改善效果却更好，肝内PPARα的表达被强烈抑制。此外，在使用STAM小鼠研究水素水对肝肿瘤形成的影响时发现，与CW-STAM组相比，HW-STAM组和PGZ-STAM组的肿瘤数量得到了明显抑制。并且，HW-STAM组的最大肿瘤直径明显小于其他组（图1）。这些结果表明，饮用水素水尽管相比吡格列酮而言其降低肝胆固醇的作用偏弱，但却能同等地改善NASH的病态，对肝癌的产生可能具有更强的抑制作用。它不同于在过氧化物酶体诱导PPARγ反应并发挥抗氧化活性的吡格列酮，其PPARα的活性较弱。吡格列酮已被证明特别在男性身上诱发膀胱癌的可能性9），尽管在某些条件下PPARα能改善肥胖和糖耐量异常，但也会增加肝癌发生的风险10），作为长期治疗手段把致癌风险纳入考量的话是有问题的。PPARα的表达诱导能力较弱的水素水，有望作为NASH治疗的一种选择，期待有更多的基础研究和临床数据的积累。
结论
喝水素水可抑制肝脏的氧化应激、细胞凋亡、炎症甚至肝癌的发生。这可能成为针对NASH的有效治疗手段。我们认为，今后有必要通过临床研究来确认其疗效。
文献
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