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对付脓毒症肺损伤,氢气大显身手

急性呼吸窘迫综合症(ARDS)是脓毒症最严重并发症之一,其发病快、死亡率高,如果在早期不进行有效的干预治疗,可加重疾病的演变过程, 增加多脏器衰竭及死亡风险。因此,探讨脓毒症ARDS的机制,积极寻求其治疗策略尤为重要。近日,南京医科大学最新的一篇发表于《免疫学前沿》的研究论文,首次揭示了氢气在脓毒症诱发的ARDS中的保护作用。本论文发现:(1)在脓毒症早期应用氢气治疗可以显著抑制脂多糖诱发的小鼠脓毒症肺损伤并降低死亡率;(2)氢气的保护作用是通过其抗凝和抗炎双重特点实现的;(3)氢气预处理通过启动体内的氧化应激调控系统,快速激活硫氧还蛋白1(Trx1),抑制下游炎症信号的传导和凝血因子Ⅲ(TF)表达,进而发挥器官保护作用。而这一研究成果,与钟南山院士在抗击新冠肺炎诊疗方案(第七版和第八版)中提出的“氢气能有效缓解炎症因子风暴导致的肺损伤”的观点不谋而合,为氢气在临床上的推广和应用提供了强有力的支撑。
 

对付脓毒症肺损伤,氢气大显身手
 

创新性和科学意义:该研究率先提出了氢气的抗氧化应激作用是通过快速激活Trx1实现的,且Trx1对下游炎症关键因子组织因子(TF)和金属基质蛋白酶(MMP-9)有直接调控作用,为氢气辅助治疗肺炎提供了理论支撑。在实验方法学上,首次参考临床肺水肿超声检测的方法并应用于小动物(ICR小鼠)身上进行半定量分析,是一种无创评估肺水肿的方法,相比传统肺水肿干湿比测定,简便易行操作性强且节约动物,值得推广应用。
 

背景简介:氢气是一种无色无味无毒的气体,在正常生物体内,它是一种内生性气体。2007年,Ohsawa在《Nature Medicine》上首次报道吸入2%的氢气对缺血再灌注小鼠大脑有治疗保护效果,后续的研究指出这种作用主要是通过抗氧化应激和抗炎作用实现的。
 

策略与原理:通过给小鼠腹腔注射内毒素模拟临床脓毒血症的发作病程,观察氢气治疗后小鼠的肺损伤和生存率改善情况,并设计了体内外实验,从组织、细胞和生物大分子等不同层面,采用多种实验方法检测Trx1、TF和MMP-9的表达,同时通过体内外Trx1抑制剂,验证了Trx1对TF和MMP-9的调控。
 

发表成果:该研究对氢气的临床转化有着积极意义,相关工作发表在国际前沿研究期刊《免疫学前沿·炎症》,详见:Hydrogen AttenuatesEndotoxin-Induced lung injury by activating Thioredoxin 1 and decreasing TissueFactor Expression. Front Immunol -Inflammation,2021,doi:10.3389/fimmu.2021.625957
 

本论文是一个多学科的转化研究。南京医科大学2018级麻醉学专业博士生李茜、基础医学院药理学系胡亮博士、南京大学李娟硕士和东部战区总医院于攀副教授是共同第一作者。南京医科大学基础医学院药理学系刘文涛教授、附属江宁医院麻醉科龙云主任和附属金陵临床医学院段满林教授是该论文的共同通讯作者。
 

通讯作者简介:

刘文涛:Ph.D,教授,博士生导师。中国药理学会麻醉药理专业委员会常委、肾脏药理专业委员会常委、江苏省神经免疫会副主任委员、南京医科大学中毒研究所副所长、附属逸夫医院临床药理主任、南京医科大学江苏省神经退行性疾病重点实验室PI。一直专注于转化医学研究,2019.6至2021.3任南京医科大学转化医学院执行副院长。主持国家自然基金4项,发表SCI论文近30篇。专业方向:慢性疼痛与组织修复。

龙云:南京医科大学附属江宁医院麻醉科副主任。擅长肝肾功能障碍危重病人的复杂手术麻醉及围术期管理。2017年发表《富氢液在肝移植手术患者腔静脉阻断期的肾功能保护》,关注富氢液在临床器官的保护作用,并尝试在肝移植手术麻醉中进行应用。

段满林:Ph.D,主任医师,教授,博士生导师。中国心胸血管麻醉学会围术期器官保护分会常委、临床麻醉学杂志常务编委、教育部高等学校科学研究优秀成果奖评审专家。擅长危重症麻醉处理,1990年重建AICU;2011年在江苏首开麻醉门诊。主持军队A类指令性攻关课题1项和国自然面上基金1项,发表SCI论文30余篇。获省科技进步一等奖1项,教育部自然科学二等奖1项,军队科技进步二等奖3项等。
 

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