氢气医学研究和产业的最新思考

2017年，氢气医学已经走过10年历史，9月我在广州参加氢气医学十周年纪念会议。12月我们计划在广东省佛山组织召开中国第四届氢气医学学术交流会。利用两次会议的机会，我对中国氢气医学研究和产业情况进行了梳理和回顾，对下一步学术研究提出个人思路，也对学术和产业如何开展有效合作提出个人看法，希望能发挥抛砖引玉的作用，推动中国氢气医学研究和产业的健康发展。

一、中国氢医学学术和产业概况

2007年，太田成男教授课题组《自然医学》发表论文，提出氢气具有选择性抗氧化作用，能减少脑缺血再灌注损伤。氢气在科学和能源领域具有重要地位，也一直被广泛研究，潜水医学早就有使用氢气潜水的历史，也早就证明氢气对人体具有非常大的安全性，少量氢气能改善疾病意味着氢气巨大的应用前景和空间，因此，这一研究迅速引起我们和众多国际学者的极大关注。此后大量研究不断涌现，至今已经有超过1000篇同行评议学术论文发表，人们先后用细胞和动物模型证明氢气对急性组织缺血损伤、放射性损伤和急性炎症损伤具有改善作用，对许多慢性疾病也有非常好的预防和改善作用，也有相当数量的临床研究进一步明确了氢气对人类疾病的应用前景和潜在价值，给氢气医学临床应用奠定了良好的研究基础。

我所在实验室过去长期从事潜水气体效应研究，对氮气、氧气和氢气的生物学效果早就非常熟悉，对气体研究、使用方法和氢气人体安全性有非常充分了解，这是我们迅速开展氢气医学研究的重要因素和基础。2007年9月我们小组就开展了氢气改善新生儿脑缺血缺氧损伤保护的研究，我们很快证明呼吸氢气确实对脑损伤具有保护作用，这一研究结果也打消了我们对氢气改善疾病和如此低剂量可以产生效应的怀疑和顾虑。利用气体医学研究条件，2008年我们率先在国际上建立了氢气生理盐水给氢气的方法，并用新生儿脑缺血缺氧损伤模型证明这种给氢气方法的可行性。随后我们在国内多种场合通过多种渠道进行了氢气医学的宣传。

早期我们和许多单位先后建立合作关系，给多家单位提供氢气生理盐水和研究技术协助，这是中国学者迅速在氢气医学研究领域有比较多研究论文的重要因素。我们和一些合作单位签订了口头君子协议，根据协议，许多单位在发表论文时也给我们署名，也有比较客气的单位给我们共同通信作者和单位，这样合作方式让我们获得了大量合作研究论文，导致我们发表氢气医学研究论文数量达到100多篇，已经成为国际上发表氢气医学研究论文最多的研究小组。

2009年我们申请获得第一个国家自然科学基金面上项目，此后中国学术界先后申请获得70多项国家自然科学基金项目。曾经参与氢气医学研究的中国学者近千名，研究氢气医学生物学效应的研究生毕业论文达到150多篇，中国学者发表的学术论文超过500篇。

2013年，我课题组撰写出版了第一本氢气医学研究专著《氢分子生物学》，该专著对于普及氢气医学知识，推动中国氢气医学健康产业的发展，发挥了不可替代的作用。2015年，我与太田成男教授合作，以《氢分子生物学》为基础，组织撰写了英文氢气医学专著，该英文专著对国际氢气医学研究的宣传产生了一定作用。

中国氢气医学产业发展相对比较晚，但发展迅速。2013年，中国第一家氢气包装水北京活力氢源上市，此后有大量氢气产品相继出现，至今大概有400多家氢气健康产品公司，市场规模年度估计达到50亿人民币。

在氢气医学学术组织方面，中国也有一些积累和成绩。2013年，我们在上海成立了中国第一个地方氢气医学学术组织，此后也组织多次学术会议。2014年，挂靠中国医促进会我们在北京成立了中国氢气生物医学学术组织，并先后组织了3次全国氢医学学术会议，其中在北京2次和山东泰山1次，会议非常成功，取得了很好的交流宣传效果，扩大了氢气医学的影响力。2017年中国氢气健康产业协会也在北京成立，2017年12月计划将在广州佛山举办第四届中国氢气医学学术交流会。

中国已经成为国际上氢气医学研究最活跃的国家，中国氢气健康产业也表现出蓬勃发展的趋势，学术研究和产业界紧密合作相互支持，将有利于中国学术和产业界在氢气医学这个新兴健康领域地位的巩固和提高，将对氢气医学的长远健康发展发挥重要作用。简单安全有效的医学气体氢气将会对人类健康产生深远影响，中国将会引领国际氢气医学研究产业潮流。

二、氢气医学面临的问题和个人看法

氢气医学目前有两个突出问题，一是氢气改善疾病的临床研究证据不够充足，二是氢气生物学效应的分子机制不够明确。临床研究证据虽然不容易，但解决的途径比较简单，只需要加大投入就可实现。但是生物效应机制研究则不是靠投入能实现的。

10多年来的研究反复证明，氢气确实具有生物学作用，呼吸氢气和氢水注射或饮用等多种给氢气方法对多种疾病和损伤具有改善作用。氢气改善疾病存在四个突出特点，1是可改善疾病种类多种多样，2是只对损伤有作用但对正常生理功能没有影响，3是氢气发挥作用的剂量非常小，4是能改善疾病但没有副作用。这些特点，有学者甚至称之为氢气医学悖论。氢气医学作用这种过度美好的几乎悖论的特征也引起许多人对氢气医学产生怀疑。

根据我的研究经验和多年思考，我认为氢气医学研究应该在两个方面重点考虑。1、氢水对肠道菌群的影响，2、氢气是一种稳态调节剂。

氢水饮用对胃肠道菌群产生影响有理论基础，肠道内不仅存在大量可以产生氢气的细菌，也存在许多代谢氢气的细菌，氢气作为肠道菌群最重要的代谢物，氢气也必然对肠道菌群产生显著影响。氢气代谢相关菌是肠道菌群的最主要成员，也必然是维持肠道菌群正常促进机体健康的重要因素。氢水饮用后，许多慢性病如帕金森病和类风湿关节炎等神奇康复，这些疾病都和肠道菌群存在密切关系。许多便秘患者饮用氢水后症状明显缓解可能是影响了肠道菌群。相反，呼吸氢气对胃肠道疾病的几乎毫无作用，这可能和呼吸氢气无法抵达肠道内容有关。深入系统研究氢水对肠道菌群的影响可能对理解氢气作用的分子靶点和疾病改善多效性提供关键证据。

氢气不可能只通过肠道菌群发挥作用，细胞学研究证明氢气能直接减少多种因素导致的细胞损伤。

目前流行的观点依然认为，氢气改善疾病是通过选择性抗氧化产生抗炎症抗细胞死亡的保护组织损伤的效应，随着研究的深入，发现大量生物活性分子发展变化，但这些变化可能是伴随现象或者继发性改变，属于某些核心和关键上游分子改变的后效应。寻找这种核心上游启动分子或说氢气受体，是氢气医学研究的理想研究逻辑。在致力于寻找这种目标效应分子氢气受体的同时，让我们重新审视一下氢气的特点。氢气这种没有结构复杂性的气体对称分子，理论上不可能存在特异性结合目标，也意味着不存在这种类似氢气受体的分子。但是缺乏复杂结构并不是否定存在受体的理由，生物受体多种多样，理论上任何生物分子和信号都存在受体，例如光、电、磁有受体，氧气和一氧化碳有目标分子受体，氢气是细菌代谢核心分子，一定存在特异性结合氢气的生物分子机制，我们不能简单推测不存在这种分子，而在逻辑上否定这种研究思路。

在没有确定氢气受体情况下，也许我们应该从另外一个角度看待氢气这种特殊身份的生物活性分子。一是氢气具有一定还原性，氢气分子也相对比较稳定，在普通化学物理条件并不容易发挥作用，生物体系理论上存在降低氢气活化能的催化条件，使氢气能参与细胞氧化还原代谢。2015年，英国学者给动物腹腔注射氘气，证明氢气在大鼠体内代谢的速度和效率非常高，说明氢气在高等动物组织内非常容易参与氧化还原反应，提示氢气可能并不是过去所认为的那么惰性。如果是这样，氢气可能会影响细胞内氧化还原平衡，氧化还原平衡是细胞稳态的关键组成，氢气由于其分子体积小，扩散能力强，发挥还原作用后被氧化成水，不会干扰细胞内稳态。从这个角度看，氢气具有调制细胞内氧化还原稳态的作用，我们可以说氢气是一种氧化还原稳态调节剂。当然氢气在发挥这种氧化还原稳态调节剂的前提是存在可以催化分解氢气的生物化学环境，这种细胞内环境的关键催化分子也就是氢气作用的目标分子。根据氢气具有还原性的特点，这种分子是高活性电子接受体可能性比较大，一些强氧化金属离子如存在于蛋白活性中心的三价铁离子可能是氢气作用的靶点结构。

三、氢气医学产业和学术关系的建议

所谓在商言商，产业追求商业利润是天经地义的，学术则应该追求科学真理，氢气医学的学术和产业都还有不同一般领域的特殊性。

(一)产业学术密切合作

学术要站在对方角度考虑，对产业的支持要能帮助实现商业目的;获得足够商业利润后，产业应该积极对学术提供支持。

学术和产业合作是氢气医学领域的客观需要。氢气医学属于新研究领域和产业，产业化过程中遇到的最大困难就是市场接受度不足，另外社会诚信度不足也导致人们很难接受和认可新理念新技术。有效克服和解决产业困难的手段是充分发挥学术科普教育，这在客观上要求学术和产业的密切合作。氢气医学的学术界地位也需要产业的支持，目前氢气医学学术受重视程度仍比较有限，一方面是学术研究本身水平不够高，另一方面是氢气医学产业规模不够大，无法佐证和有效反哺学术研究。

总之，氢气医学学术研究的层次不够高，氢气医学产业发展不够充分，产业需要学术支持，学术需要产业反哺。目前情况下，如何处理好学术和产业的关系也是比较重要的问题。

产业和学术合作方面存在一些混乱局面，主要是许多产业过度消费学术。具体表现主要是，过度夸大氢气改善疾病的范围和效果，一些不具备基本科研条件的企业直接参与学术研究。学术和产业比较理想的合作是专业的人干专业的事，学术界把精力放在学术研究上，利用业余时间帮助和协助企业做好氢气医学科普宣传工作。企业把自己的产品和市场做好，学术给企业技术和理论等专业支持和帮助，获得学术支持的企业取得商业效益后拿出一些利润支持学术研究。

我最近几年和一些企业合作，主要协助企业进行氢气医学科普讲座。我认为这是医学领域与产业合作的理想方式，也一种比较好氢气医学宣传模式，但要注意把握力度，要围绕氢气医学的学术，避免效益夸大和陷入宣传特定产品的陷阱。在制定产品标准和学术普及方面，学术界也可以给产业领域提供智力支持。

(二)产业要尽量避免恶性竞争

产业存在排他性，有竞争十分正常。但是氢气产业仍然存在相互抄袭，不尊重知识和技术的问题十分严重，相互诋毁恶性竞争的问题也比较普遍。氢气医学是长远的事业，当前产业发展处于军阀混战阶段，将来不可能所有企业都能取得成功，现在的企业做的一切氢气医学宣传最终会逐渐扩大氢气产业规模，最终取得成功的企业会收割这些效益。理论上所有竞争对手最终可能是成功企业的先锋队和合作者。

(三)产品品质是的产业生命力，要提高研发投入

氢气医学产业作为一个新兴领域，技术上虽然没有非常大的难度，但制造出经济实惠安全有效的氢气健康产品，是最终取得商业成功的关键条件。

无论是产业还是学术，进过近10年的努力，氢气医学都有了比较好的开端，但将来的困难和问题仍然会比较大，需要领域内对此有充分认识，这也需要整个领域的学术和产业人士加强合作齐心协力，只有这样才能真正成功走向光明。