臭氧氧化與缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展①

陶希，黃靚，蔡華安，鄧景貴

臭氧氧化與缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展①

陶希，黃靚，蔡華安，鄧景貴

臭氧作為一種活性氧，具有誘導(dǎo)氧化應(yīng)激作用，而小劑量臭氧預(yù)處理可使機(jī)體產(chǎn)生氧化耐受，甚至抗氧化損傷作用，從而保護(hù)器官缺血再灌注損傷。本文綜述了臭氧預(yù)處理在心臟、腎臟、肝臟、骨骼肌、性腺及腦等器官缺血再灌注的研究現(xiàn)狀，認(rèn)為臭氧治療在器官移植和心腦血管病具有潛在應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，就近10年臭氧大自血療法在缺血性腦血管病的臨床應(yīng)用是否合理的問(wèn)題，提出疑問(wèn)和思考。

臭氧氧化；缺血再灌注損傷；缺血性腦血管病；綜述

[本文著錄格式]陶希，黃靚，蔡華安，等.臭氧氧化與缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,2016,22(12): 1420-1424.

CITED AS:Tao X,Huang L,CaiHA,etal.Research progress of ozoneoxidation and ischem ia-reperfusion injury(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(12):1420-1424.

臭氧(O3)作為一種“可選擇性的”或“補(bǔ)充的”醫(yī)學(xué)治療手段存在有100余年歷史，如同有著3000年歷史的“中醫(yī)藥”，其有效性和可能存在的風(fēng)險(xiǎn)正在被現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)研究所證實(shí)[1]。起初，O3治療是基于其對(duì)厭氧菌的強(qiáng)大殺菌效果，隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)O3能調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的功能代謝，不僅在骨關(guān)節(jié)病、口腔、腫瘤等領(lǐng)域有較多報(bào)道[2-4]，而且O3大自血療法治療急性期腦梗死患者亦有一定療效[5]。但是，O3作為一種活性氧(reactive oxygen species,ROS)，具有誘導(dǎo)氧化應(yīng)激效應(yīng)，在主流醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直備受爭(zhēng)議。原因主要與其作用機(jī)制及風(fēng)險(xiǎn)等基礎(chǔ)研究不足有關(guān)。

1 O3理化特性

O3是氧氣(O2)的同素異形體，擁有特殊臭味，常溫、常態(tài)及常壓下，低濃度時(shí)為無(wú)色氣體，當(dāng)濃度達(dá)15%以上時(shí)為藍(lán)色氣體。O3不溶于液態(tài)氧，可微溶于水，0℃，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，1體積水可溶入0.494體積的O3，較O2溶解度大[6]。其分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在水中較空氣中更容易分解。1%濃度以下的O3在常態(tài)下的半衰期是20～30m in，隨溫度升高，分解加速。所以，無(wú)法把O3作為一般的產(chǎn)品進(jìn)行儲(chǔ)存，必須現(xiàn)場(chǎng)制作現(xiàn)場(chǎng)使用。

1924年，研究人員發(fā)現(xiàn)氧分子含有兩個(gè)不成對(duì)電子，即雙自由基(?O-O?)。雖然氧分子不具有O3分子的高度活性，但其4個(gè)電子可以逐步還原成水：O2+4H+4e-=2H2O。在氧的還原反應(yīng)中，隨著線粒體呼吸，電子從電子傳遞鏈中被釋放出來(lái)，大約3%～5%的氧生成ROS，如氫過(guò)氧自由基、超氧陰離子、H2O2和羥基自由基[1]。

O3分子也不是一個(gè)自由基分子，但它的活性要比氧活躍得多，氧化能力極強(qiáng)。利用外軌道帶有的成對(duì)電子，在細(xì)胞內(nèi)外通過(guò)生物化學(xué)反應(yīng)，生成類(lèi)似ROS的物質(zhì)。

在血液的臭氧化過(guò)程中，O3一旦溶于血漿中，就能與多種底物，如抗氧化物質(zhì)或多不飽和脂肪酸等發(fā)生反應(yīng)，生成ROS和脂質(zhì)氧化產(chǎn)物(lipid oxidation products,LOPs)。前者以H2O2最具有代表性，但半衰期短；后者半衰期相對(duì)較長(zhǎng)，是體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)的主要產(chǎn)物[1,7]。另外，還有一種產(chǎn)物是還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)，反應(yīng)后生成極不穩(wěn)定的陰離子O3自由基，質(zhì)子化后再生成羥基自由基。

2 O3氧化與缺血再灌注損傷

缺血再灌注(ischem ia reperfusion)損傷是臨床器官移植及內(nèi)臟疾患中常見(jiàn)的棘手問(wèn)題。氧化應(yīng)激、自由基損傷及鈣離子超載等是其重要原因。作為強(qiáng)氧化劑，一定濃度的O3作用于心肌、腎臟及肝臟等組織，可能產(chǎn)生短暫的氧化應(yīng)激損傷作用，但是，正確的O3預(yù)處理則是另一番結(jié)果。

2.1 心肌

國(guó)內(nèi)學(xué)者將50μg/m lO31mg/kg注射于大鼠腹腔，對(duì)照組僅注射等體積的空氣，每天1次，連續(xù)5 d；再制作心肌缺血30m in再灌注120m in模型，發(fā)現(xiàn)預(yù)處理組缺血區(qū)心肌質(zhì)量占左心室質(zhì)量百分比(ICS/LV)、壞死區(qū)心肌質(zhì)量占缺血區(qū)心肌質(zhì)量百分比(IFS/ICS)及肌鈣蛋白I(cTnI)較對(duì)照組明顯減少[8]。國(guó)外學(xué)者在心肌缺血再灌注前1 h，以不同濃度的O3/O2混合氣體(100μg/kg、150μg/kg和300μg/kg)分別腹腔注射，對(duì)照組同樣使用空氣注射，再制作心肌缺血模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干預(yù)組左心室梗死面積較對(duì)照組明顯減少，且呈O3濃度依賴(lài)性；同時(shí)，干預(yù)組硝基酪氨酸、CD4、CD8、CD68、IL-6及Caspase-3較對(duì)照組均呈濃度依賴(lài)性減少，提示緊急的O3預(yù)處理可以抑制缺血心肌的炎癥反應(yīng)及細(xì)胞凋亡[9]。兩年后，該研究組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，O3對(duì)缺血心肌的保護(hù)作用不僅與內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)表達(dá)或活性增加有關(guān)，還與募集血管內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelialprogenitor cells,EPCs)關(guān)聯(lián)[10]。以上兩組研究從不同角度探討了O3預(yù)處理對(duì)心肌缺血模型的效果，并初步闡明其可能機(jī)制。

心臟移植是缺血再灌注損傷的典型案例。一項(xiàng)關(guān)于大鼠心臟移植排斥反應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)[11]，如果不給予任何抗排斥反應(yīng)藥物，移植后大鼠可生存(5.9±0.9)d，而O3預(yù)處理組(濃度50μg/ m l，劑量80mg/kg，腹腔注射)術(shù)后生存期達(dá)(7.6±1.4)d，兩組差異明顯，說(shuō)明O3預(yù)處理有一定程度抗排斥反應(yīng)效應(yīng)，可以延緩大鼠術(shù)后生存期。

但是，也有研究得出不一樣的結(jié)果。研究人員將一批大鼠分為4組，分別暴露于過(guò)濾后的空氣及濃度為0.8 ppm O3/空氣混合氣體中28 d及56 d，再處死大鼠，全心缺血30min，再灌注60m in；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較之空氣過(guò)濾組，O3暴露組左室形成壓(left ventricular developed pressure,LVDP)明顯下降，左室舒張末壓(left ventricular end-diastolic pressure,LVDEP)則明顯上升，暴露56 d較28 d更為顯著，且缺血心肌對(duì)O3的易感性與腫瘤壞死因子(tumornecrosis factor,TNF)-α及脂質(zhì)過(guò)氧化水平增加、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及白細(xì)胞介素(interleukin,IL-10)表達(dá)減少有關(guān)[12]。此研究提示直接的O3暴露有害于缺血心肌，且暴露時(shí)間越久對(duì)心肌損害越嚴(yán)重。

雖然上述研究皆以預(yù)處理的方式進(jìn)行O3干預(yù)，但是干預(yù)途徑不一樣，腹腔注射O3皆有利于減輕心肌缺血再灌注損傷，而呼吸道吸入則加重心肌缺血再灌注損傷。后者與空氣中O3污染對(duì)呼吸系統(tǒng)有害的結(jié)論一致[13]，但更重要的是提示O3污染可能會(huì)加重心臟疾患，為現(xiàn)代城市O3污染對(duì)冠心病患者的影響提供了理論依據(jù)。

2.2 腎臟

腎臟移植是所有內(nèi)臟器官移植中存活率最高的，與其排斥反應(yīng)較輕有一定關(guān)系，但其缺血再灌注損傷也不能忽視。作為“邊緣”治療手段的O3，在國(guó)內(nèi)外都有較多關(guān)于O3與腎臟缺血再灌注損傷的基礎(chǔ)研究。

與前述心肌缺血再灌注研究不同，Chen等先期研究發(fā)現(xiàn)，O3預(yù)處理與缺血預(yù)處理能幾乎相似地減輕腎組織病理形態(tài)，降低血清肌酐及尿素氮，從而保護(hù)腎臟結(jié)構(gòu)及功能[14]。但是兩者聯(lián)合預(yù)處理則沒(méi)有疊加效應(yīng)。提示O3預(yù)處理與缺血預(yù)處理可能具有相似的作用靶點(diǎn)。后來(lái)，其研究組制作腎臟缺氧復(fù)氧損傷模型，發(fā)現(xiàn)O3預(yù)處理的保護(hù)作用與促進(jìn)eNOS、誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)及內(nèi)皮縮血管肽1表達(dá)增加有關(guān)，SOD、丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde,MDA)及乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)直接參與O3介導(dǎo)的腎組織氧化應(yīng)激保護(hù)作用[15]。

近期，X ing等通過(guò)切除右腎，夾閉左腎動(dòng)脈45m in制成腎臟缺血模型，再灌注24 h，發(fā)現(xiàn)O3預(yù)處理組(濃度50μg/m l，劑量1mg/kg，腹腔注射)較缺血再灌注組腎組織Toll樣受體4 (Toll-like receptor 4,TLR4)及核因子 κB(nuclear factor-κB, NF-κB)表達(dá)明顯下降，炎癥相關(guān)因子TNF-α、IL-1β、IL-6、細(xì)胞間黏附分子(intercellularadhesionmolecule,ICAM-1)和單核細(xì)胞趨化因子-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)mRNA也明顯減少[16]。提示O3預(yù)處理具有通過(guò)TLR4/NF-κB通路發(fā)揮潛在的抗炎效應(yīng)，從而保護(hù)腎缺血再灌注損傷。

前述O3預(yù)處理皆將O3混合氣體經(jīng)腹腔注射或直腸吹入，而Foglieni等觀察O3自血療法在腎臟缺血再灌注的療效。研究人員將大鼠分為對(duì)照組、假手術(shù)組、缺血組及缺血再灌注組，后三組右腎摘除，后兩組夾閉左腎動(dòng)脈形成缺血，再根據(jù)干預(yù)方法不同，將上述4組又分為O2自血療法及O3自血療法：尾靜脈抽取1m l血液暴露于5m lO2或O3/O2混合物(O3/O2按1∶1體積混合，O3濃度50μg/m l)4m in，再經(jīng)股動(dòng)脈輸回大鼠體內(nèi)[17]。回輸時(shí)間依次是：處死前30m in、右腎摘除后30m in、缺血前30min、缺血再灌注時(shí)[17]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，O3自血療法能降低血清肌酐及尿素氮水平，從而保護(hù)腎組織結(jié)構(gòu)與功能；但這種保護(hù)功能與血清NO表達(dá)變化沒(méi)有關(guān)聯(lián)，而是與血清β-NADPH脫氫酶增加有關(guān)；同時(shí)，共聚焦顯微鏡檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，O3/O2混合物處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞能明顯增加氧耗及線粒體活性。所以，F(xiàn)oglieni認(rèn)為保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞線粒體活性，減少缺血或缺血再灌注帶來(lái)的內(nèi)皮功能障礙，可能是O3自血療法的保護(hù)機(jī)制之一[17]。近期，Sancak等以雄性新西蘭兔作為研究對(duì)象，觀察血液中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比例、IL-6、TNF-α、缺血修飾蛋白、組織形態(tài)標(biāo)記物以及氧化應(yīng)激指數(shù)等指標(biāo)，并賦予分值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)O3自血療法可以明顯減少腎缺血再灌注后的腎間質(zhì)出血及腎小管壞死，其機(jī)制可能與O3自血療法具有抑制炎癥反應(yīng)及減少ROS有關(guān)[18]。

以上基礎(chǔ)研究從腎臟功能、組織形態(tài)學(xué)及分子生物學(xué)等不同水平驗(yàn)證了O3對(duì)腎缺血再灌注的保護(hù)作用，尤其是O3自血療法在大鼠及兔腎缺血再灌注的研究，為開(kāi)展臨床腎臟缺血再灌注O3治療提供了理論模型。O3作為一種免疫調(diào)節(jié)劑或誘導(dǎo)劑應(yīng)用于腎臟移植手術(shù)，也許會(huì)改善術(shù)后腎功能并提高存活率。

2.3 肝臟

相較于O3在心臟及腎臟的研究，其在肝臟缺血再灌注的文獻(xiàn)較少。最早關(guān)于O3在肝臟缺血再灌注的報(bào)道是1999年，Peralta等通過(guò)夾閉肝動(dòng)脈及門(mén)靜脈形成肝右葉缺血，缺血90 m in，再灌注90m in；缺血前進(jìn)行O3預(yù)處理(濃度50μg/m l，劑量1mg/kg，直腸吹入，1次/d，共10次)。結(jié)果O3處理組天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartateam ino transferase,AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanineam inotransferase,ALT)、H2O2及乳酸鹽較缺血再灌注組減少，SOD及GSH較缺血再灌注組增加，組織病理學(xué)顯示干預(yù)組肝細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)濃縮較缺血再灌注組減輕，肝細(xì)胞壞死減少[19]。所以，O3作為一種強(qiáng)氧化劑在肝臟缺血時(shí)，可能扮演著在內(nèi)源性抗氧化及促氧化之間的平衡作用，從而減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)。

肝臟缺血時(shí)，隨著ATP降解，腺苷和黃嘌呤蓄積逐漸增加，前者對(duì)缺血肝臟有一定的保護(hù)作用，但隨著腺苷脫氨酶的增加，腺苷逐漸被分解，其保護(hù)作用也逐漸減弱，而黃嘌呤則有觸發(fā)產(chǎn)生ROS的毒害效應(yīng)。基于腺苷及黃嘌呤的生化特性，1年后，Peralta等重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)O3預(yù)處理可以明顯增加缺血再灌注后肝臟ATP及ADP水平，減少黃嘌呤蓄積，其機(jī)制可能與抑制黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶通路并減少ROS產(chǎn)生有關(guān)[20]。腺苷的釋放增加在肝臟缺血預(yù)處理中發(fā)揮著重要作用，此研究從側(cè)面反映O3預(yù)處理具有與缺血預(yù)處理相似的效果[21]。

核苷的細(xì)胞保護(hù)作用是通過(guò)調(diào)節(jié)腺苷受體實(shí)現(xiàn)的。氧化應(yīng)激可以激活NF-κB通路從而實(shí)現(xiàn)對(duì)A1腺苷受體(A1adenosine receptors,A1AR)的調(diào)節(jié)。León Fernández等在上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上進(jìn)行創(chuàng)新，加入A1AR抑制劑DPCPX(8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthin)及激活劑CCPA(2-Chloro-N6-cyclopentyladenosine)，并重新進(jìn)行組合將實(shí)驗(yàn)分為7組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)O3預(yù)處理組腺苷脫氨酶活性(adenosine deam inaseactivity,ADA)、NO及MDA表達(dá)減少，而GSH表達(dá)增加，這些指標(biāo)在應(yīng)用CCPA組表達(dá)進(jìn)一步增加，而在應(yīng)用DPCPX組被抑制[22]。同時(shí)，O3預(yù)處理組p65 (NF-κB亞基)、TNF-α及熱休克蛋白(heat shock protein-70, HSP-70)表達(dá)較缺血再灌注組減少。提示激活A(yù)1AR是O3預(yù)處理發(fā)揮肝臟保護(hù)作用的關(guān)鍵靶點(diǎn)，腺苷和NO在促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)平衡及細(xì)胞信號(hào)通路調(diào)節(jié)中起重要作用。

最近，Gultekin等將大鼠分為3組，術(shù)前腹腔注射O3(1.2 mg/kg，1次/d，共5次)，將每組大鼠肝臟切除70%，再制作肝臟缺血再灌注模型，術(shù)后24 h及48 h檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，除IL-6外，O3處理組較缺血再灌注組AST、ALT、TNF-α均下降，肝臟質(zhì)量、有絲分裂原指數(shù)、增殖細(xì)胞核抗原標(biāo)記指數(shù)均優(yōu)于對(duì)照組，提示O3不僅減輕缺血再灌注導(dǎo)致的肝細(xì)胞損傷，還有促進(jìn)肝細(xì)胞增殖再生作用[23]。

2.4 骨骼肌

在創(chuàng)傷外科，止血帶可能導(dǎo)致肢體遠(yuǎn)端的骨骼肌缺血再灌注損傷。為解決此問(wèn)題，臨床一般使用遠(yuǎn)端肢體低溫療法，降低代謝率，從而保護(hù)缺血骨骼肌。為對(duì)比O3與低溫的效果，Ozkan等使用橡皮筋在大鼠小轉(zhuǎn)子處夾閉髂總動(dòng)脈2 h，再灌注22 h，低溫組在再灌注初始2 h執(zhí)行，O3預(yù)處理在缺血前72 h腹腔注射(濃度60μg/m l，劑量0.7mg/kg)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組脛前肌MDA、NOX、IL-1β及iNOS表達(dá)均較缺血再灌注組減少，而SOD及GSH較缺血再灌注組增加明顯，提示O3具有與低溫療法等效的抗氧化應(yīng)激效應(yīng)[24]。將O3預(yù)處理與高壓氧預(yù)處理進(jìn)行對(duì)比，兩組下肢缺血再灌注后脛骨MDA和蛋白質(zhì)羰基(protein carbonyl,PCO)較缺血再灌注組減少，SOD及GSH-Px增加[25]。

上述研究說(shuō)明O3治療能降低缺血骨骼肌及骨質(zhì)的細(xì)胞氧化活性物質(zhì)表達(dá)，在創(chuàng)傷急救領(lǐng)域具有很大潛力。

2.5 性腺

關(guān)于O3與睪丸扭轉(zhuǎn)的最早報(bào)道見(jiàn)于2012年。研究人員將O34mg/kg提前腹腔注射，15m in后建立睪丸扭轉(zhuǎn)模型，連續(xù)腹腔注射7 d，對(duì)照組使用褪黑素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除NO外，O3與褪黑素幾乎一樣降低MDA表達(dá)，促進(jìn)血漿抑制素B及組織GSH表達(dá)增加，改善Johnsen評(píng)分[26]。提示O3具有與褪黑素一樣的抗氧化應(yīng)激作用，減輕扭轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的睪丸缺血再灌注損傷。此外，O3的保護(hù)作用還與減少睪丸扭轉(zhuǎn)后腫瘤壞死因子受體1(tumor necrosis factor receptor 1,TNFR1)、caspase-3及caspase-8表達(dá)有關(guān)[27]。

除睪丸扭轉(zhuǎn)外，O3治療卵巢扭轉(zhuǎn)也有幾乎同樣的保護(hù)效應(yīng)，如減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、間質(zhì)水腫及組織壞死[28]。

所以，O3也許可以作為生殖器官扭轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的細(xì)胞變性或壞死前期的治療手段之一。

2.6 腦

相較于以上臟器缺血再灌注研究，關(guān)于O3在腦缺血再灌注的研究非常少。Frosini等觀察不同濃度O3對(duì)大鼠離體腦片氧糖剝奪及再灌注損傷的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)120μg/m l的O3具有最理想的拮抗谷氨酸及乳酸脫氫酶釋放，減輕腦片水腫的作用，且在含人血白蛋白的人工腦脊液中效應(yīng)更強(qiáng)，提示人血白蛋白的親和效應(yīng)可能使O3的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用更強(qiáng)。而低濃度(20～80μg/m l)和高濃度(160μg/m l)的O3干預(yù)與對(duì)照組比較則沒(méi)有引起明顯效應(yīng)[29]。其“U”型曲線效應(yīng)與O3濃度密切相關(guān)，具有典型的“毒物興奮效應(yīng)”特點(diǎn)[29]。2年后，師存?zhèn)サ葞缀鯊?fù)制了上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，但是，其所使用O3濃度范圍是10～50μg/ m l，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也符合“U”型曲線效應(yīng)，最理想O3濃度為40 μg/m l[30]。雖然該O3濃度與臨床實(shí)際應(yīng)用濃度似乎很相近，但是在Frosini的研究中，40μg/m l的O3幾乎沒(méi)有神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用。

以上研究為O3應(yīng)用于臨床缺血性腦血管病的治療提供了理論依據(jù)。但是，這兩個(gè)研究均為離體研究，尚沒(méi)有O3作用于腦缺血再灌注損傷的在體動(dòng)物模型研究。

3 O3與缺血性腦血管病

2005年齊清燕首次報(bào)道氧透射治療對(duì)腦梗死患者血液流變學(xué)的影響[31]，可算是國(guó)內(nèi)O3治療缺血性腦血管病的雛形。同年，《健康報(bào)》有一篇關(guān)于O3治療腦卒中的新聞報(bào)道。直到2009年，國(guó)內(nèi)才出現(xiàn)關(guān)于O3治療腦梗死的正式學(xué)術(shù)文獻(xiàn)報(bào)道[32]。近6年期間，O3在缺血性腦血管病的應(yīng)用報(bào)道逐漸增多，有數(shù)十篇。方法基本都是O3融合患者自體血回輸，一般抽取患者血液100m l，加入濃度(20～50)μg/m l的混合O3氣體100 m l，充分氧合作用5～10m in，30m in內(nèi)回輸入患者體內(nèi)，每天1次，共治療5～14 d不等。在降血糖[33]、降血脂[34]、改善血液流變學(xué)[31,34]、提高臨床運(yùn)動(dòng)功能[35]及臨床治療總有效率[36]等方面發(fā)揮著重要作用。此外，O3聯(lián)合纖溶酶治療腦梗死尚有協(xié)同降低纖維蛋白原作用[37]，而聯(lián)合尼麥角林治療則能協(xié)同提高認(rèn)知功能評(píng)分，使P300潛伏期縮短[38]。另有研究發(fā)現(xiàn)，O3自體血回輸不僅降低腦梗死患者的神經(jīng)功能缺損評(píng)分，且其下降幅度與皮層運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位波幅下降幅度及中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)間縮短呈正相關(guān)[5]。

除腦梗死急性期患者外，O3治療腦梗死后遺癥的臨床療效也有報(bào)道[39]。但是，國(guó)外關(guān)于O3在腦血管病患者的應(yīng)用報(bào)道非常少。Clavo等報(bào)道1例腦膜瘤患者行O3自體血回輸后，經(jīng)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)和正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(Positron Emission Tomography,PET)檢查發(fā)現(xiàn)腦部血流改善，代謝較治療前增強(qiáng)[40]。除此外，幾乎沒(méi)有臨床病例對(duì)照或前瞻性研究。

關(guān)于O3治療不良反應(yīng)的報(bào)道并不多見(jiàn)。賈紅云等發(fā)現(xiàn)分別有2例患者在輸注O3后感周身不適和乏力，減慢輸液速度或調(diào)整O3濃度后癥狀消失[37]。而Corea等報(bào)道1例腰椎間盤(pán)突出癥女性患者行椎間盤(pán)O327μg/m l注射治療期間突發(fā)額部疼痛，雙眼失明，顱腦MRI檢查發(fā)現(xiàn)雙側(cè)枕葉皮質(zhì)及皮質(zhì)下、左側(cè)丘腦及雙側(cè)額葉皮質(zhì)異常信號(hào)[41]。Avc?等在給1例梅尼埃病女性患者吸入O3后突發(fā)雙側(cè)皮質(zhì)盲，顱腦MRI檢查發(fā)現(xiàn)小腦與枕葉交界區(qū)域及左側(cè)丘腦異常信號(hào)[42]。以上兩個(gè)患者的腦梗死定位具有相似性，主要位于后循環(huán)椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)，又稱(chēng)之為“Anton綜合征”。所以，O3治療存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

4 問(wèn)題及展望

缺血再灌注損傷是臨床器官移植常見(jiàn)問(wèn)題，O3預(yù)處理可以增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，減輕再灌注造成的損傷，上述心、腎、肝等基礎(chǔ)研究為O3自血療法應(yīng)用于臨床奠定理論基礎(chǔ)。但是，迄今為止，尚無(wú)O3與腦缺血再灌注損傷的在體基礎(chǔ)研究報(bào)道，即使是離體研究也非常少。目前國(guó)內(nèi)有數(shù)十篇關(guān)于O3大自血療法應(yīng)用于腦梗死急性期患者的文獻(xiàn)報(bào)道。缺血性腦血管病急性期本身就存在缺血缺氧誘導(dǎo)的腦組織氧化應(yīng)激損傷，O3本身具有很強(qiáng)的氧化特性，如果腦梗死急性期再加上1個(gè)甚至數(shù)個(gè)療程的O3大自血處理，豈不是雪上加霜？所以，其治療缺少理論依據(jù)，治療效果值得懷疑。

O3治療效果是基于小劑量O3預(yù)處理，逐漸使機(jī)體產(chǎn)生氧化耐受、直至產(chǎn)生抗氧化特性，從而保護(hù)器官缺血再灌注損傷。O3預(yù)處理具有與缺血預(yù)處理類(lèi)似的效果，其無(wú)創(chuàng)性特點(diǎn)是缺血預(yù)處理不可比擬的，后者在臨床上尚無(wú)法實(shí)施。如果把O3比作“補(bǔ)充”治療的可選擇途徑，在器官移植或心腦血管病具有很大的潛在價(jià)值，但還缺少靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物或臨床一期的實(shí)驗(yàn)研究，相關(guān)機(jī)制的研究也不夠深入。

[1]BocciV.臭氧治療學(xué)[M].李慶祥,譯.北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2006:96-129.

[2]Dall'Olio M,Princiotta C,Cirillo L,etal.Oxygen-ozone therapy for herniated lumbar disc in patients w ith subacute partial motorweakness due to nerve root compression[J].Interv Neuroradiol,2014,20(5):547-554.

[3]DombWC.Ozone therapy in dentistry.A brief review for physicians[J].Interv Neuroradiol,2014,20(5):632-636.

[4]Clavo B,Santana-Rodriguez N,López-Silva SM,etal.Persistent PORT-A-CATH?-related fistula and fibrosis in a breast cancer patient successfully treated with local ozone application[J].JPain Symptom Manage,2012,43(2):e3-e6.

[5]Wu XN,Li ZS,Liu XY,etal.Major ozonated autohemotherapy promotes the recovery of upper limbmotor function in patients w ith acute cerebral infarction[J].Neural Regen Res, 2013,8(5):461-468.

[6]Wang Y,Yu J,Zhang D,et al.Addition of hydrogen peroxide for the simultaneous control of bromate and odor during advanced drinking water treatment using ozone[J].J Environ Sci,2014,26(3):550-554.

[7]林小雯,傅志儉.醫(yī)用臭氧神經(jīng)毒性作用的研究進(jìn)展[J].中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2011,3(10):99-102.

[8]蔡大升,梁佐迪,沛凌.臭氧預(yù)處理對(duì)大鼠心肌缺血再灌注損傷的影響[J].中華麻醉學(xué)雜志,2010,30(5):639-640.

[9]Di Filippo C,Marfella R,Capodanno P,et al.Acute oxygen-ozone adm inistration to rats protects the heart from ischem ia reperfusion infarct[J].Inflamm Res,2008,57(10): 445-449.

[10]Di Filippo C,Luongo M,Marfella R,etal.Oxygen/ozone protects the heart from acutemyocardial infarction through local increase of eNOS activity and endothelial progenitor cells recruitment[J].Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2010, 382(3):287-291.

[11]Stadlbauer TH,Eisele A,Heidt MC,et al.Preconditioning with ozone abrogates acute rejection and prolongs cardiac allograft survival in rats[J].Transplant Proc,2008,40(4): 974-977.

[12]Perepu RS,Garcia C,Dostal D,etal.Enhanced death signaling in ozone-exposed ischemic-reperfused hearts[J].Mol Cell Biochem,2010,336(1-2):55-64.

[13]Rodopoulou S,Samoli E,ChalbotMC,etal.Air pollution andcardiovascular and respiratory emergency visits in Central Arkansas:A time-series analysis[J].Sci Total Environ,2015, 536:872-879.

[14]Chen H,Xing B,Liu X,etal.Sim ilaritiesbetween ozone oxidative preconditioning and ischemic preconditioning in renal ischem ia/reperfusion injury[J].Arch Med Res,2008,39(2): 169-178.

[15]Chen H,Xing B,Liu X,et al.Ozone oxidative preconditioning protects the rat kidney from reperfusion injury:the role of nitric oxide[J].JSurg Res,2008,149(2):287-295.

[16]Xing B,Chen H,Wang L,etal.Ozoneoxidative preconditioning protects the rat kidney from reperfusion injury viamodulation of the TLR4-NF-κB pathway[J].Acta Cir Bras,2015,30 (1):60-66.

[17]FoglieniC,FulgenziA,BelloniD,etal.Ozonated autohemotherapy:protection of kidneys from ischemia in rats subjected to unilateralnephrectomy[J].BMCNephrol,2011,12:61.

[18]Sancak EB,Turk?n H,?ukur S,etal.Major ozonated autohemotherapy preconditioning ameliorates kidney ischem ia-reperfusion injury[J].Inflammation,2016,39(1):209-217.

[19]Peralta C,León OS,Xaus C,et al.Protective effectof ozone treatmenton the injury associated with hepatic ischemia-reperfusion:antioxidant-prooxidant balance[J].Free Radic Res, 1999,31(3):191-196.

[20]Peralta C,XausC,Bartrons R,etal.Effectof ozone treatment on reactiveoxygen speciesand adenosine production during hepatic ischem ia-reperfusion[J].Free Radic Res,2000,33(5): 595-605.

[21]A jam ieh H,Merino N,Candelario-Jalil E,etal.Similar protective effect of ischaem ic and ozone oxidative preconditionings in liver ischaem ia/reperfusion injury[J].Pharmacol Res,2002, 45(4):333-339.

[22]León Fernández OS,Ajam ieh HH,Berlanga J,etal.Ozoneoxidative preconditioning ismediated by A1 adenosine receptors in a ratmodel of liver ischemia/reperfusion[J].Transpl Int, 2008,21(1):39-48.

[23]Gultekin FA,Cakmak GK,Turkcu UO,etal.Effects of ozone oxidative preconditioning on liver regeneration after partial hepatectomy in rats[J].JInvestSurg,2013,26(5):242-252.

[24]Ozkan H,Ekinci S,Uysal B,etal.Evaluation and comparison of the effect of hypotherm ia and ozone on ischem ia-reperfusion injury of skeletalmuscle in rats[J].JSurg Res,2015,196 (2):313-319.

[25]Koca K,Yurttas Y,Bilgic S,etal.Effectof preconditioned hyperbaric oxygen and ozone on ischem ia-reperfusion induced tourniquet in skeletal boneof rats[J].JSurg Res,2010,164(1): e83-e89.

[26]EkiciS,Do?an EkiciAI,?ztürk G,etal.Comparison ofmelatonin and ozone in the prevention of reperfusion injury following unilateral testicular torsion in rats[J].Urology,2012,80 (4):899-906.

[27]Aydos TR,Ba?ar MM,Kul O,etal.Effects of ozone therapy and taurine on ischem ia/reperfusion-induced testicular injury in a rat testicular torsionmodel[J].Turk JMed Sci,2014,44 (5):749-755.

[28]Aslan MK,Boybeyi?,?enyücel MF,et al.Protective effect of intraperitoneal ozone application in experimental ovarian ischem ia/reperfusion injury[J].J Pediatr Surg,2012,47(9): 1730-1734.

[29]FrosiniM,Contartese A,Zanardi I,etal.Selective ozone concentrationsmay reduce the ischemic damage after a stroke[J]. Free Radic Res,2012,46(5):612-618.

[30]師存?zhèn)?敬曉鵬,冶占福,等.不同濃度臭氧對(duì)大鼠離體腦片氧糖剝奪及再灌注損傷模型的保護(hù)作用[J].中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2014,43(9):769-772.

[31]齊清燕,高成森,宋學(xué)英.關(guān)于氧透射治療52例腦梗死患者血流變學(xué)改變及臨床意義[J].齊魯醫(yī)學(xué)檢驗(yàn),2005,16(3):66.

[32]劉玉,劉慶英,崔玉國(guó),等.高壓臭氧治療急性腦梗死的療效分析[J].中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥,2009,16(12):40-41.

[33]武肖娜,彭凱潤(rùn),張濤,等.臭氧自體血回輸治療急性腦梗死對(duì)血糖影響的對(duì)照分析[J].中國(guó)實(shí)用神經(jīng)疾病雜志,2014,17 (2):57-59.

[34]趙龍輝,高麗麗,張秋婭,等.臭氧自血療法治療急性腦梗死235例臨床研究[J].卒中與神經(jīng)疾病,2015,22(1):40-42.

[35]武肖娜,彭凱潤(rùn),劉曉燕,等.臭氧自血回輸治療急性腦梗死的臨床運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)估[J].中華全科醫(yī)學(xué),2013,11(8): 1171-1172.

[36]覃善都,羅建春,馬利賢,等.臭氧置血治療腔隙性腦梗死伴腦動(dòng)脈硬化的臨床觀察[J].廣東醫(yī)學(xué),2012,33(22): 3438-3440.

[37]賈紅云,張興梅,張萍,等.纖溶酶聯(lián)合高壓臭氧大自血治療急性腦梗死的療效及安全性觀察[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志, 2012,21(9):966-967.

[38]李曉昶,楊改清,胥麗霞,等.尼麥角林聯(lián)合臭氧大自血灌注治療腦梗死后認(rèn)知功能障礙的療效[J].中國(guó)老年學(xué)雜志, 2015,35(12):3300-3301.

[39]賈杰海,吉佑華,張靜,等.臭氧大自血療法治療腦卒中后遺癥的療效觀察[J].轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志,2015,4(4):216-217,222.

[40]Clavo B,Suarez G,Aguilar Y,etal.Brain ischemia and hypometabolism treated by ozone therapy[J].Forsch Komplementmed,2011,18(5):283-287.

[41]Corea F,Am ici S,Murgia N,et al.A case of vertebrobasilar stroke during oxygen-ozone therapy[J].JStroke Cerebrovasc Dis,2004,13(6):259-261.

[42]Avc?S,Büyükcam F,Dem ir?F,etal.Anton syndrome during oxygen-ozone therapy[J].Am JEmerg Med,2015,33(6):856. e1-2.

Research ProgressofOzoneOxidation and Ischem ia-reperfusion Injury(review)

TAO Xi,HUANG Liang,CAIHua-an,DENG Jing-gui
People's Hospitalof Hunan Province,Changsha,Hunan 410016,China

As an active oxygen,ozone can induce oxidative stress,how ever,small doses of ozone pretreatmentof the body may develop to oxidation toleration,even anti-oxidative damage,thereby protecting organ from ischemia-reperfusion injury.This paper reviewed the status of ozone pretreatment in organ ischem ia-reperfusion,such as heart,kidney,liver,skeletalmuscle,gonads and brain.Ozone therapy may have potential app lication values in organ transp lantsand cardiovascular diseases.Meanwhile,whether clinical app lication of ozone big autohemotherapy in ischem ic cerebrovascular disease is reasonableornot in nearly 10 yearswasput forward.

ozoneoxidation;ischem ia-reperfusion injury;ischem ic cerebrovascular disease;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.12.012

R364.1

A

1006-9771(2016)12-1420-05

2016-07-30

2016-09-18)

湖南省人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，湖南長(zhǎng)沙市410016。作者簡(jiǎn)介：陶希(1981-)，男，漢族，安徽樅陽(yáng)縣人，碩士，主治醫(yī)師，主要研究方向：腦血管病康復(fù)的基礎(chǔ)和臨床。通訊作者：蔡華安，男，碩士，主任醫(yī)師，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。E-mail:623124733@qq.com。