吸入的氫氣可以在心肺旁路期間保護大腦

患有危及生命的先天性心臟病的新生兒通常需要進行體外循環的心臟直視手術，這會帶來損害大腦的風險。接受ECMO治療的重症新生兒腦損傷的風險更高。低溫或冷卻身體可以改善神經系統的結果，但有局限性。

4月29日在JACC：Basic to Translational Medicine雜誌上發表的一項大型動物模型的新研究表明，在通常的呼吸氣體混合物中添加一些氫可以進一步保護嬰兒的大腦。

當氧氣變得流氓

當嬰兒被置於旁路或ECMO時，血流中斷，導致暫時性缺氧或低氧條件。大腦，一個重氧使用者，最容易被氧氣剝奪。但是當血流恢復並重新引入氧氣時會發生真正的損害。以前缺氧的細胞通過形成被稱為活性氧的有毒化學物質來應對突然的流入，這些化學物質會破壞DNA和細胞膜。

「在再灌注過程中，細胞線粒體反應過度，並最終使用氧氣來傷害自己，」波士頓兒童醫院心臟重症監護病房的心臟病專家John Kheir博士解釋道。

身體試圖清除這些化學物質，但當損害非常嚴重時，清除系統不堪重負，組織受傷。當這種情況發生在大腦中時，它會導致神經功能受損。

淬火毒性

這就是吸入氫氣（H2）進入的地方。惰性氣體很容易進入細胞並與氧分子無害地反應，形成水。Kheir讀過一篇來自日本的具有里程碑意義的論文，證明氫是一種有效的抗氧化劑; 在大鼠中，H2緩衝了活性氧的作用，當氧氣供應被切斷然後重新引入時，顯著抑制了腦損傷。

Kheir和他的同事們獲得了美國心臟協會和兒童心臟基金會的資助，以測試在接受體外循環的仔豬中提供額外氫氣和低溫的想法。在遏制血流和缺氧期間和之後，他們向動物通常的通氣氣體中添加了2.4％的氫氣。與對照組相比，治療的動物在神經系統評估方面表現更好。他們的癲癇發作較少，腦MRI上的組織損傷面積較小，血液中腦和腎損傷的化學標記減少。

轉向患者

Kheir，也是哈佛醫學院的副教授，正準備在臨床試驗中測試氫氣。由於H2可以通過傳統的呼吸機吸入，因此可以很容易地將其納入臨床工作流程，並且已經在日本的中風患者中進行了測試。Kheir認為，許多有腦缺氧風險的患者可能會受益於氫氣，包括接受先天性心臟手術的嬰兒或患有中風，心臟驟停或肺炎的嬰兒。

第一個計劃的步驟是在波士頓兒童中心的八名健康成人志願者進行的小型安全性試驗。有償參與者將在密切監測下吸入含氫混合物，以便逐步升級。假設治療是安全的，Kheir隨後計劃擴展到與其他幾個美國醫療中心進行的II期試驗，涉及接受心肺復甦（CPR）的患者，然後將其置於ECMO上。

他說：「我們在復甦患者和讓心臟開始跳動方面做得更好，甚至一些急診部門正在將患者納入ECMO。」 「但在那段時間，大腦可能會被剝奪氧氣。我們想做的是創造一種便宜且容易做到的輔助治療，可以減輕倖存者的傷害。」

（來源：波士頓兒童醫院）

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