氢气抑制血栓形成的机制及用于心脏病患者的案例分析

随着人口老龄化、人们生活方式及习惯的改变，血栓性疾病已成为威胁人类健康的重大问题。我国的血栓性疾病的发生率很高，由于不良的饮食和生活习惯，导致不少人成为了血栓性疾病的高风险人群，稍有不当很容易发生血栓性疾病，目前我国血栓性疾病领域呈现出高发病、高死亡、高致残、高复发这‘四高’特征，患者总人数已达一千万以上。

根据《中国血栓性疾病防治指南( 2018 年) 》的分类，血栓性疾病可分为动脉性和静脉性，其中动脉性血栓疾病常见包括心房颤动、急性冠脉综合征、脑卒中;静脉血栓疾病常见有深静脉血栓形成(DVT) 、肺栓塞( PTE) 两者又共称静脉血栓栓塞症( VTE) 。

血栓形成的主要原因

心血管内皮细胞损伤

血管内皮细胞损伤是形成血栓最重要和最常见的原因，多见于风湿性和感染性心内膜炎、严重动脉粥样硬化斑块溃疡、创伤性或炎症性动静脉损伤部位等。还有缺氧、休克、败血症和细菌内毒素等引起全身广泛的内皮损伤后，内皮下的胶原激活凝血过程，造成弥散性血管内凝血，在全身微循环内形成血栓。

血流状态异常

主要指血流减慢和血流产生旋涡等，被激活的凝血因子和凝血酶在局部达到凝血所需浓度而有利于形成血栓。其中静脉更易发生血栓，多见于心力衰竭、久病和术后卧床患者。另外，心脏和动脉内的血流快，不易形成血栓，但在二尖瓣狭窄时的左心房、动脉瘤内或血管分支处血流缓慢及出现涡流时，也易并发血栓。

血液凝固性增加

一般是血液中血小板和凝血因子增多，或纤维蛋白溶解系统活性降低，导致血液出现高凝状态，多见于遗传性和获得性高凝状态。

①遗传性高凝状态

与遗传性凝血因子缺陷、蛋白C和蛋白S的先天性缺陷等有关，其中最常见的是第V因子基因突变，复发性深静脉血栓形成患者中，出现该基因突变率可达60%。

②获得性高凝状态

常见于胰腺癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌和胃癌等广泛转移的晚期恶性肿瘤，因癌细胞释放出促凝因子所致，还可出现于严重创伤、大面积烧伤、大手术后或产后导致大失血时，以及妊娠期高血压、高脂血症、冠状动脉粥样硬化、吸烟和肥胖症等情况。

氢气抑制血栓形成的机制

2019年，我国山东第一医科大学动脉粥样硬化重点实验室、山东省医学科学院的专家，在《Life Sciences》上发表了氢气对血小板活化的抑制作用、及体内血栓形成的预防作用的研究。

我国学者的研究论文

血小板在血管损伤后的血栓形成中起着至关重要的作用。血栓形成的过程，初始于血小板聚集，当血管内皮细胞损伤、脱落，血小板黏附在暴露的纤维结缔组织上，血小板黏集堆的形成是血栓形成的第一步。

随着血栓的形成，血栓组成成分、形态大小的不同，是取决于血栓形成的部位和局部血流的速度，当血管内膜粗糙的时候，血小板黏集，黏附成堆，使局部血流形成涡流，血小板继续黏集形成许多血小板的小梁，小梁周围附着很多的白细胞。当小梁间形成很多的纤维素网，网眼中充满了红细胞，血管腔进一步堵塞，局部血流停滞，停滞之后血液凝固，即形成了血栓。

越来越多的证据证明，氢气在肺动脉高压、急性心肌梗塞、代谢综合征、动脉粥样硬化、高胆固醇血症，焦虑抑郁症、膀胱出口梗阻、慢性透析具有治疗作用。同时，研究也发现氢气具有抑制胶原诱导的血小板聚集的作用。

研究团队用小鼠进行实验，采用三氯化铁诱导形成动脉血栓模型，然后进行对比实验，观察氢气对血栓的治疗效果。实验结果如下所示：

如上图所示，氢气治疗后，血栓干重减少(图A)，同时延缓了血栓形成的进程(图B、C、D)。

如上图所示，氢气治疗后，减弱血小板对纤维蛋白原的粘附。

如上图所示，氢气治疗在10 μl、20 μl、30 μl和50 μl剂量下明显抑制ADP诱导的大鼠血小板聚集;在20 μl、30 μl 和50μl剂量下显著降低胶原蛋白诱导的大鼠血小板聚集(图A、B);氢气治疗抑制过氧化氢(H₂O₂)诱导的血小板聚集增加。(图E、F)

如上图所示，氢气治疗抑制过氧化氢(H₂O₂)诱导的血小板的纤维蛋白原结合。

如上图所示，氢气治疗改善了实验小鼠血液和血小板氧化状态。

综上所示，研究团队认为氢气治疗有效降低了体外血小板活化，并抑制了体内血栓形成，这可能是由于氢气的抗氧化特性，以及通过NO/cGMP/PKG/ERK途径抑制了血小板活化，说明氢气具有作为新型抗血栓药物的潜力。

案例分析：氢气治疗冠状动脉瘤

2022年《Frontiers in Cardiovascular Medicine》(心血管前沿医学)发表了我国台湾学者的论文，该研究记录了吸入氢气消除患者冠状动脉瘤的过程。

冠状动脉瘤往往由冠状动脉粥样硬化，川崎病等引起，其临床表现为心绞痛或急性心肌梗死的症状和体征，可引发发生心力衰竭。

川崎病(Kawasaki disease)由日本儿科医生川崎富作于1967年发现，起初命名为粘膜皮肤淋巴结综合征，后为纪念发现者川崎博士，改名“川崎病”。它是一种高热性血管炎疾病，累及多个系统脏器，尤其是中小动脉，尤其是冠状动脉。常会导致各种并发症，例如冠状动脉瘤(CAA)，导致血栓形成，狭窄甚至猝死。

由川崎病引起的动脉瘤，根据美国心脏协会(AHA，American Heart Association)建议的川崎病标准治疗方案，急性期后动脉瘤形成尚无有效的抗炎治疗。当患者在急性期治疗后形成动脉瘤时，主要通过抗血小板或抗凝药物治疗，方法和治疗常见的动脉粥样硬化导致的血栓相似。

该患者10岁，冠状动脉瘤由川崎病引起，入院时双侧结膜充血，唇颈部红斑，淋巴结肿大。住院期间，采用大剂量静脉内免疫球蛋白治疗，至出院时右冠状动脉中部(RCA)仍然进展为直径6.08 毫米，长度35毫米。

吸氢治疗前后，患者动脉瘤变化情况

之后，在医生的要求下，患者每天(此时患者已患病20天)吸氢1小时(77% 的氢气和 23% 的氧气，1500毫升/分钟)。患病第34天超声心动图显示动脉瘤消退，RCA直径为 5.37 毫米，长度为12 毫米;第48天直径为4.56毫米，长度为8.68 毫米;第62天直径缩短至4.16毫米;第138天恢复到正常水平(2.91毫米)。

如上图所示，吸氢治疗后(138天)，患者血常规检查，各项指标恢复正常，特别是炎症水平得到了有效改善。吸氢治疗期间，患者未出现不良反应，说明氢气治疗是安全的。

研究结论

综上所述，氢气治疗能降低体外血小板活化，并在抑制体内血栓形成方面展现了积极作用;在川崎病引发的动脉瘤治疗有效降低了炎症水平，动脉瘤最终消退，安全性得到了验证。

另外，氢气的制备简单，成本也更低，仅需要电解水就可获得;氢气的给药方式也更加多样、例如吸入氢气、饮用氢水、注射富氢生理盐水、氢水沐浴等。所以，氢气在治疗方面更有优势。

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参考资料

张至, 刘旭峰, 谷雪芳,等. 老年人血栓性疾病的防治——依据《中国血栓性疾病防治指南(2018年)》的临床指导[J]. 中国临床保健杂志, 2019, 22(3):5.

Wang Y, Wu Y, Han J, et al. Inhibitory effects of hydrogen on in vitro platelet activation and in vivo prevention of thrombosis formation[J]. Life sciences, 2019, 233: 116700.

Hydrogen Gas Inhalation Regressed Coronary Artery Aneurysm in Kawasaki Disease-Case Report and Article Review Front. Cardiovasc. Med., 12 May 2022