臭氧（O3）療法防治新型冠狀病毒肺炎的可行性探討

喬姝 高娃 王露

摘要：? 新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情正在大流行并蔓延全球，人類健康正遭受巨大威脅，目前尚無治療的特效藥物。臨床上，冠狀病毒（SARS-CoV-2）感染可引起間質(zhì)性病毒性肺炎和嚴(yán)重的“細(xì)胞因子風(fēng)暴綜合征”，其特征是激活白細(xì)胞介素6 （IL-6）引起嚴(yán)重的、致命的、不能有效控制的全身炎癥反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)展為內(nèi)皮炎和全身性血栓，并導(dǎo)致器官衰竭和死亡。高危因素有高齡和慢性病如高血壓、糖尿病以及心血管疾病等。對此我國主要是采用中西醫(yī)聯(lián)合對癥治療，療效顯著，并對健康人群疫苗接種進(jìn)行有效預(yù)防;但對臭氧（O3）治療的案例報道極少。本文通過查閱大部分外文文獻(xiàn)，對臭氧（O3）對組織細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制以及目前在COVID-19并發(fā)癥治療方面的研究現(xiàn)狀做一綜述，為防治新冠肺炎提供重要參考。

關(guān)鍵詞：臭氧（O3）療法;新型冠狀病毒肺炎;可行性;探討

【中圖分類號】R563 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1673-9026（2021）15--03

Abstract：The COVID-19 pandemic is spreading around the world， posing a huge threat to human health with no specific drug to treat it. Clinically， novel coronavirus infection （SARS-COV-2） causes severe primary interstitial virulent pneumonia and ‘cytokine storm syndrome’， characterized by interleukin-6 （IL-6） activation triggering a severe and fatal uncontrolled systemic inflammatory response that progresses to endodermatitis and systemic thrombosis， leading to organ failure and death. Comorbidities such as advanced age， hypertension， diabetes and cardiovascular disease are high-risk factors. In this regard， China mainly uses the combination of traditional Chinese and western medicine for symptomatic treatment， with remarkable curative effect and effective prevention of healthy population vaccination; However， few cases of ozone （O3） therapy have been reported. This article reviews the mechanism of ozone （O3） protective effect in different tissues and current research status in the treatment of COVID-19 complications by reviewing most foreign literature， providing important reference for the prevention and treatment of COVID-19.

Keywords：Ozone （O3） therapy; COVID-19;Feasibility;Explore

一、COVID-19背景

COVID-19是冠狀病毒2（SARS-CoV-2）導(dǎo)致的嚴(yán)重急性呼吸綜合征;與SARS-CoV-2緊密相關(guān)的是兩種蝙蝠衍生的冠狀病毒，特別是與2002-2003年SARS流行病有關(guān)的SARS-CoV菌株類似[1]。表明具有較強(qiáng)的傳染性和快速進(jìn)展性。SARS-CoV-2除了主要的呼吸道途徑傳播，但SARS-CoV-2也在感染者的腸道、腎臟和汗腺中被找到，因此通過糞便、尿液和汗液排泄傳播成為可能[2]。據(jù)估計，感染的平均潛伏期為6.4天，基本繁殖頻率為（2.24-3.58天）[3]。 在COVID-19患者中，發(fā)熱、咳嗽、咽痛是最常見的癥狀，重癥可繼續(xù)發(fā)展為呼吸窘迫，很少出現(xiàn)腎衰竭，提示以發(fā)熱為主，但不是感染的主要癥狀，還有少數(shù)感染者出現(xiàn)頭痛、咯血、腹瀉，甚至存在無癥狀感染[4]，還會出現(xiàn)一些較不常見易被忽視的癥狀，如感覺虛弱和疲勞、肌痛、寒戰(zhàn)、嘔吐和惡心[5]。說明SARS-CoV-2并不僅僅局限于呼吸道。還有中樞神經(jīng)系統(tǒng)可能癥狀如頭痛、運動遲緩、共濟(jì)失調(diào)、癲癇、味覺或嗅覺減退、神經(jīng)痛等周圍神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)也可能受到[6]的影響。此外，已被報道與SARS-CoV-2感染有關(guān)的病例還有腦炎、壞死性出血性腦病、中風(fēng)、癲癇，也有格林巴利綜合征和橫紋肌溶解等[7]。因此，SARS-CoV-2的神經(jīng)侵襲傾向已經(jīng)在SARS和MERS研究[8]中被證明。心血管疾病似乎是covid-19病例死亡風(fēng)險的因素，特別是在高血壓和糖尿病患者中，這些并發(fā)癥的風(fēng)險更高，如心肌梗死、心力衰竭、心肌炎、心律失常等不良結(jié)局[9]。實驗室檢查結(jié)果顯示，大多數(shù)患者出現(xiàn)淋巴細(xì)胞減少、C-反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率升高，氧合指數(shù)降低。此外，肝功能、腎功能和D-二聚體水平也升高（25.9%）。只有少數(shù)患者有白細(xì)胞增多和降鈣素原[8]升高。 SARS-CoV-2感染早期在胸部計算機(jī)斷層掃描（CT）圖像最常見的表現(xiàn)為雙肺受累與磨玻璃樣混濁改變，影像學(xué)CT圖像的表現(xiàn)也是觀察疾病進(jìn)展的主要技術(shù)手段[10]。

二、COVID-19發(fā)病機(jī)制論述

SARS-CoV-2感染引起肺炎和肺間質(zhì)性改變，其中氧自由基代謝紊亂是影響發(fā)病機(jī)制最重要因素[11]。正常情況下，活性氧（reactive oxygen species， ROS）體內(nèi)維持著氧化—抗氧化的平衡。有研究顯示[10]，持續(xù)、可控、適當(dāng)?shù)难趸瘧?yīng)激能夠正反饋抗氧化還原系統(tǒng)，使機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激適應(yīng)性，抗氧化酶上調(diào)，減少 TNF-α、IL-6、IL-1β 等重要促炎細(xì)胞因子釋放，抑制炎癥反應(yīng)失控而導(dǎo)致的“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，降低機(jī)體損傷程度。而醫(yī)用臭氧（O3）可使機(jī)體抗氧化酶的含量增加，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力，更加有效的清除氧自由基[12]減少炎癥介質(zhì)的釋放，通過破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)發(fā)揮其抗炎抗感染作用[13]，這也間接說明醫(yī)用臭氧（O3）要比一般的抗氧化劑更適合纖維化性間質(zhì)性肺炎的治療，從理論上可以認(rèn)為醫(yī)用臭氧（O3）能針對過度炎癥誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能減輕 COVID-19 患者的多器官損傷，機(jī)制可能是通過結(jié)合血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 （ACE2）受體調(diào)控NF-κB/Nrf2通路和IL-6和IL-1β細(xì)胞因子等實現(xiàn)。

三、臭氧（O3）作用機(jī)制

臭氧（O3）是氧原子異構(gòu)體，其氧化性僅次于氟和過硫酸鹽，高于O2[14]。 臭氧（O3）在臨床常規(guī)使用濃度范圍為10-60μg/mL，在一定百分比的基礎(chǔ)上，O3（0.5-0.05%）和O2（95-99.5%）混合[15]。 O2/O3對人體生理的主要作用機(jī)制符合氧化預(yù)處理[16]的概念。 這一概念已經(jīng)在蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組水平、體外研究和臨床試驗[17]中得到了證明。 通過O2/O3可以調(diào)節(jié)內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)，并有助于控制不同的病理機(jī)制[18]。在Keap1/Nrf2/ARE通路上調(diào)節(jié)O2/O3，參與了減少IL-6和IL-1β的作用機(jī)制。 這意味著在O2/O3治療過程中觀察到的細(xì)胞保護(hù)作用可能會影響由SARS-CoV-2引起的臨床癥狀。 病毒引起的細(xì)胞毒性與氧化應(yīng)激和促炎細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)有關(guān)。O2/O3主要是通過調(diào)節(jié)NF-κB/Nrf2通路和IL-6和IL-1β細(xì)胞因子，在不同組織中發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用[19]。

四、臭氧（O3）對SARS-COV-2管理的特性

根據(jù)臭氧對靶器官和功能修飾的影響，總結(jié)臭氧（O3）對SARS-COV-2治療有效的四種特性：

特性1 多種病毒可被臭氧（O3）直接滅活[20]。機(jī)制是臭氧（O3）能夠氧化病毒膜上的糖蛋白，轉(zhuǎn)化還原形式（R-S-H）為氧化形式（R-S-S-R）。病毒通常需要復(fù)制的形式進(jìn)入細(xì)胞并感染它們。Mirazmi觀察到，巨細(xì)胞病毒（CMV）的巰基（R-S-H）如果被氧化（R-S-S-R-），就會失去傳染性。在冠狀病毒和埃博拉病毒膜上的S蛋白中有富含半胱氨酸和色氨酸的區(qū)域。Rowen和Eren假設(shè)臭氧（O3）會直接氧化半胱氨酸和色氨酸的“硫醇”（R-S-H）基團(tuán)為R-S-S-H形式，使其失活并直接阻斷細(xì)胞融合。如果臭氧（O3）沒有直接到達(dá)，其信使ROS或LOPs（過氧化氫、超氧化物、一氧化氮等），仍然保持其氧化能力，使病毒失活。如果氧化過程中的臭氧破壞了衣殼，那么病毒的復(fù)制周期就會發(fā)生改變，即臭氧在早期感染的初始階段具有治療效果。

特性2? 臭氧作為第二信使（H2O2），通過NFAT （nuclear factor activated T cells）信號通路和AP-1 （activated protein-1）信號通路刺激細(xì)胞和體液免疫[21]。 這些途徑的轉(zhuǎn)錄因子至關(guān)重要，可誘導(dǎo)基因表達(dá)釋放炎性細(xì)胞因子IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-γ， 臭氧（O3）可招募具有吞噬作用的中性粒細(xì)胞，淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，殺死局部病原體將感染限制。

特性3? 治療劑量下的臭氧調(diào)節(jié)紅系核因子2型（Nrf2），NF-Кβ誘導(dǎo)抗氧化環(huán)境的再平衡[22]。Nrf2是一種關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄劑，它控制著與細(xì)胞穩(wěn)態(tài)相關(guān)的各個方面，以應(yīng)對有毒氧化劑。尤其是影響Nrf2介導(dǎo)II期抗氧化酶的轉(zhuǎn)錄（產(chǎn)生過氧化氫酶、谷胱甘肽、過氧化物酶和超氧化物歧化酶），也就是酶負(fù)責(zé)消除活性氧。在急性炎癥過程中，為了增加反應(yīng)的幅度，NF-kB促進(jìn)線粒體NADPH氧化酶活性的增加，這是內(nèi)源性超氧陰離子自由基的主要來源。現(xiàn)在很清楚，兩種轉(zhuǎn)錄因子（NF-kB和Nrf2）的基因激活在細(xì)胞和組織水平上存在很強(qiáng)協(xié)調(diào)性，主要解決炎癥。NF-kB和Nrf2通路之間的失衡與大量疾病相關(guān)，正如covid-19并發(fā)癥[23]一樣。Fernández-Cuadros指出，臭氧能夠阻斷NF-Кβ通路，減少IL-1、IL-6、TNF-α等促炎細(xì)胞因子釋放，并增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子IL-4和IL-10釋放[24]。此外，在最近的一項研究中，F(xiàn)ernández-Cuadros觀察到臭氧能夠調(diào)節(jié)炎癥，減少炎癥標(biāo)志物，如CRP（c反應(yīng)蛋白）和ESR（紅細(xì)胞沉降率）[25]。由于這些特征，我們認(rèn)為臭氧可以調(diào)節(jié)炎癥，并在超炎癥階段發(fā)揮治療作用，作用于“細(xì)胞因子風(fēng)暴”

特性4 臭氧在缺氧狀態(tài)下可以改善肺和所有器官的循環(huán)和灌注[26]。臭氧可改善氧的代謝。臭氧化的紅細(xì)胞糖酵解會隨著ATP和2，3-DPG水平的增加而得到改善，動脈PaO2增加，靜脈PaO2降低，氧合血紅蛋白解離曲線向右移動，改善缺血組織的氧供應(yīng)。臭氧的持續(xù)應(yīng)用刺激骨髓，誘導(dǎo)其產(chǎn)生網(wǎng)織紅細(xì)胞;2，3-DPG含量增加，葡萄糖6-磷酸脫氫酶（G6PD）升高，可導(dǎo)致組織和器官恢復(fù)低氧血癥。SARS-CoV-2感染患者可能患有輕度非特異性肝炎、肺纖維化和腎功能衰竭[27]。臭氧治療穩(wěn)定肝代謝，使血漿纖維蛋白原和凝血酶原水平趨于正常，提示肝蛋白的合成得到改善。對防止對心臟、肝、肺、腎組織的氧化損傷的保護(hù)作用[28]。基于此，我們認(rèn)為臭氧在高炎癥和多器官衰竭的階段將是有用的。

五、臭氧（O3）使用方式

臭氧（O3）可以通過不同的治療途徑，包括自體血液治療、飽和鹽水溶液、直腸和陰道充氣法。目前有臨床試驗[29]，試圖評估自體血液治療對SARS-CoV-2的有效性。臭氧自體血液療法（ ozonated autohemotherapy，O3- AHT）是《三氧療法馬德里宣言》[30]推薦的全身應(yīng)用方式之一。最早由德國Wolff教授定義，是將一定濃度醫(yī)用氧氣和三氧混合氣體與自體血等容量混勻，再回輸?shù)襟w內(nèi)的一種療法。從 21 世紀(jì)初開始在我國逐漸開展[31]。

直腸充氣法是一種全身應(yīng)用臭氧（O3）的技術(shù)，與主要的自體血回輸治療途徑（100%輸送臭氧）相比，可提供95-96%的臭氧，但比靜脈氧吸收、靜脈氧合和再灌注方面風(fēng)險和技術(shù)難度小。根據(jù)國際臭氧治療馬德里宣言，每次治療體積在100ml到300ml的直腸臭氧濃度為25μg/ml，濃度每3天增加一次，直到達(dá)到最大濃度35-39μg/ml，預(yù)計療程為10日[30]。

六、臭氧（O3）治療COVID-19的臨床研究：

1.Rowen用直腸臭氧充氣技術(shù)應(yīng)用于5例埃博拉患者（死亡率為60%），報告的成功率為100%。Rowen指出，這一經(jīng)驗可以擴(kuò)展到SARS-Cov-2[32]的管理。

2.在意大利烏迪內(nèi)大學(xué)醫(yī)院進(jìn)行了一項病例-對照研究，涉及確診為COVID-19并伴有輕至中度肺炎的住院成年患者，使用臭氧（O3）自體血療法，有明顯的臨床改善，可輔助治療SARS-CoV-2引起的輕中度肺炎[33]。

3.另有研究[34]， 臭氧（O3）可通過直接（O3）或間接氧化（ROS和LOPs）滅活病毒，并可刺激細(xì)胞和體液免疫系統(tǒng)，在COVID-19感染早期（1期和2a期）有用。臭氧改善了氣體交換，減少了炎癥，并調(diào)節(jié)了抗氧化系統(tǒng)，因此它在高炎癥或“細(xì)胞因子風(fēng)暴”階段，以及低氧血癥和/或多器官衰竭階段（2b階段和3階段）中是有用的。建議使用臭氧（O3）治療來對抗COVID-19對肺組織的破壞性影響，特別是在疾病早期使用，預(yù)防急性呼吸窘迫綜合征的發(fā)生[35]。

綜上所述

迄今為止，對新的SARSCoV-2大流行還沒有明確的治療方法。目前正在進(jìn)行許多國際研究試驗，尋求有效治療SARS-CoV-2感染。其中，臭氧自體血液療法被他們認(rèn)為是主要的替代療法。鑒于臭氧（O3）在埃博拉病毒治療中觀察到的良好結(jié)果，可以推介到SARS-CoV-2中使用。

臭氧（O3）具有四種已被證明的生物學(xué)特性，在SARS-CoV-2感染病程的不同階段可以作為一種替代治療方法使用。 臭氧（O3）可以通過直接（o3）或間接氧化（ROS和LOPs）使病毒失活，并可以刺激細(xì)胞和體液免疫系統(tǒng)，在SARS-CoV-2感染早期干預(yù)可以顯著緩解體征和癥狀，縮短病程，防止患者進(jìn)入嚴(yán)重期，并降低病死率。臭氧改善氣體交換，減少炎癥，并調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)，因此它在高炎癥或細(xì)胞因子風(fēng)暴期、低氧血癥和/或多器官衰竭期將是有用的。鑒于目前的大流行，迫切需要用大量的臨床試驗來驗證其是否為SARS-Cov-2感染的替代或輔助治療方法，為臨床患者和科研工作者提供幫助.

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資助類別：內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院新冠病毒防治科研攻關(guān)項目

項目編號：YJJ-XG（ZC）202026

喬姝，女， 出生于1969.6籍貫：內(nèi)蒙古包頭市，學(xué)歷：本科，職稱：主任技師，工作單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院