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日本玉名市健康醫學中心（Akagi）赤誠博士氫氣吸入治療大腸癌的研究論文最近已經發表在ONCOLOGYREPORTS，這是氫氣治療癌癥的首個臨床研究論文。
我已經先后對這個文章介紹了2次，分次介紹主要是我本人對文章的理解不深入，這次最新理解是在我一個研究生的幫助下提高的。
最近徐克成院長也在他關于氫氣控癌機理方面的文章中也對這個文章進行了比較詳細的介紹，對我理解這個文章也有幫助。我這里再進行細節方法的補充，希望對非專業同事有所幫助。
免疫系統功能狀態是癌癥患者選擇治療策略和預后密切相關的因素，通過外周血測定某些免疫指標是比較容易的非傷害性檢測工具。CD8（群集分化8）是作為協同受體的T細胞受體（TCR）的跨膜糖蛋白。CD8共同受體主要表達在表面的細胞毒性T細胞，但也可以發現自然殺傷細胞、皮層胸腺細胞和樹突狀細胞。這個文章中主要就是講細胞毒性T細胞。由于腫瘤抗原的持續刺激，癌癥患者血液內的細胞毒性T細胞耗竭，導致這種細胞分裂、細胞因子產生和免疫活性等功能都下降甚至停止。
T細胞耗竭T Cell Exhaustion是指常見慢性感染和癌癥患者體內T細胞功能喪失。由于長期暴露于持續性抗原和炎癥，精疲力竭的T細胞逐漸失去效應功能，記憶T細胞特征也開始缺失。不過這種耗竭可以逆轉，至少部分逆轉，主要通過阻止PD-1之類的抑制性通路。正常情形下，免疫系統會對聚集在淋巴結或脾臟的外來抗原產生反應，促發具抗原特異性的細胞毒殺性T細胞（CD8+ T細胞增生）。細胞程序性死亡受體-1（PD-1）與細胞程序性死亡-配體1（PD-L1）結合，可以傳導抑制性的信號，減低淋巴結CD8+T細胞的增生。
程序性細胞死亡蛋白1 (PD?1)表達是T細胞耗竭的標志性特征。PD?1陽性CD8+T細胞在癌癥患者外周血中普遍存在，在腫瘤浸潤淋巴細胞中也比較常見，這種細胞數量增加和多種癌癥如乳腺癌、胰腺癌和胃癌等患者不良預后相關。最近報道腫瘤組織浸潤和循環血液耗竭T細胞存在代謝缺陷，特征主要是線粒體功能缺陷和數量減少，過氧化物酶體增殖物活化受體了協同刺激因子1α（PGC?1α）活性進行性下降。
氫氣是雙原子氣體分子，具有中和羥基自由基不影響功能活性氧的選擇性抗氧化作用，研究表明氫氣對腦、脊髓、心臟、小腸、視網膜、腎臟等組織氧化和缺血再灌注損傷具有緩解作用。氫氣能治療多種氧化應激相關疾病，包括創傷、神經退行性疾病、炎癥性疾病、器官移植損傷、代謝綜合癥、糖尿病、膿毒癥、燒傷、化療藥物副作用、放射損傷、心臟衰竭和子癇等。有研究提示，氫氣不僅能治療疾病，也能預防癌癥等疾病發生。有報道還發現氫氣能激活PGC?1α。PGC?1α是線粒體發生、呼吸、溫度調節、糖異生等重要調節因子，而耗竭CD8+T細胞存在線粒體功能障礙。因此，本研究對55位大腸癌患者循環血中CD8+T細胞的PD?1表達情況和無進展生存和總生存率相關性進行分析，并觀察氫氣吸入對CD8+T細胞的PD?1表達情況及患者預后的影響。OS總生存，從隨機化開始至因任何原因死亡的時間。PFS是無進展生存期progression-free survival意思是從隨機化開始到腫瘤發生任何方面進展或因任何原因死亡之間的時間。PFS和OS都是判斷癌癥預后的最重要指標。研究發現氫氣治療對這種細胞比例的影響能獨立預測PFS和OS。
研究方法
受試者按照TNM標準55例均診斷為IV期大腸癌患者，于2014年7月－2017年7月期間在玉名市健康醫學中心注冊。男性21，女性34，年齡28-96歲，Xelox化療方案，也叫CapeOx，是結直腸癌術后最常用的輔助化療方案，也是晚期結直腸癌轉化及維持治療最常用的化療方案。（卡培他濱1200-1800mg口服連續14天，休息7天；奧沙利鉑85 mg/m2＋貝伐單抗7.5mg/m2三周一次。）三周一個療程，重復治療直到影像學檢查證明腫瘤不再擴展。
氫氣吸入在家使用Hycellvator ET 100(Helix Japan, Co., Ltd.,Tokyo, Japan)，該機器每分鐘供氣量1.67升，其中氫氣濃度為68%，氧氣濃度為32%。每天經面罩或鼻管吸氫氣3小時，連續3個月。吸氫治療前和3月后分別采集靜脈血10毫升使用流式細胞技術進行CD8+細胞亞類分析。
研究使用的氫氣吸入機
外周血CD8+PD-1陽性細胞和癌癥預后不良的關系。正常情況下CD8＋細胞能表達PD-1，但是隨著細胞分裂，這種蛋白的表達逐漸減少，這樣正常外周血中CD8+細胞一般不表達PD-1。癌癥患者這種丟失過程延遲，導致比較高比例的PD-1陽性CD8+細胞，這會導致癌癥患者預后不良。
本研究利用不同的細胞表面標志，對血液中CD8+T進行了分類和分期分析，分別是早、中、晚和末期PD-1-或PD-1+。研究的主要點是無進展生存期和總生存率。
對18種包括臨床病理因子和主要終點進行相關分析，結果發現有6種臨床病理因子和中末期PD-1+CD8+T和不良預后有密切關系。
研究發現，氫氣吸入治療能降低PD-1+CD8+T細胞比例，改善預后。曾有報道發現氫氣能通過激活PGC?1α增強線粒體活動，這可能也是氫氣挽救耗竭的CD8+T細胞的原因。本研究發現氫氣吸入能減少IV期癌癥患者PD-1+CD8+T細胞比例，增加PD-1-/CD8+T細胞比例。值得注意的是，氫氣吸入能全方位降低PD-1+/CD8+T細胞比例，其中早期亞型細胞減少的患者27名(49.1%)，中期亞型細胞減少28名(50.9%)，晚期亞型細胞減少35名(63.6%)，末期亞型細胞減少32名(58.2%)。氫氣吸入也能全方位提高PD-1-/CD8+T細胞比例，其中早期亞型細胞增加的患者32名(58.2%)，中期亞型細胞增加27名(49.1%)，晚期亞型細胞增加39名(70.9 %)，末期亞型細胞增加31名(56.4%)。
單變量分析顯示，氫氣治療前后中期PD?1+／CD8+T細胞比值和無進展生存期和總生產率顯著相關。類似相關性也見于中期PD?1?／CD8+T細胞比例。相反，早期PD?1?／CD8+T細胞預示更差的總生產率，晚期PD?1?／CD8+T細胞則能提高總生產率。多變量分析，晚期PD?1+／CD8+T細胞是預測無進展生存期和總生產率不良的獨立因素。根據這些結果，對所有患者用高比例晚期PD?1+／CD8+T細胞和低比例晚期PD?1+／CD8+T細胞進行分層，用無進展生存期0.87％和總生產率0.77%作為預后指標。晚期PD?1+／CD8+T細胞高低比例兩組患者在臨床病理因子方面沒有明顯區別，但是在無進展生存期和總生存率存在非常大差異，低比例組無進展生存期更長，總生存率更高。高比例組總生產率為15月，低比例組則延長到46月。
研究結果表明，CD8+／PD-1陽性T細胞是癌癥患者不良預后的獨立相關因素。55例晚期結直腸癌患者經過氫氣治療后，這種細胞比例下降，患者預后明顯提高，尤其是無進展生存時間明顯延長。
對這個研究，我們可以理解為氫氣對提高患者自身抗癌免疫功能有作用，也可以理解為氫氣吸入對避免化療導致的免疫功能下降有幫助，最重要的是氫氣有利于癌癥晚期患者，尤其是進行化療的患者，提高自身免疫抗癌能力，提高生活質量，延長生存時間。
論文作者是來自玉名市健康醫學中心外科赤城淳司博士。
Akagi J1. Immunological Effect of Hydrogen Gas-HydrogenGas Improves Clinical Outcomes of Cancer Patients.Gan To KagakuRyoho. 2018 Oct;45(10):1475-1478.
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ScharpingN, Menk A, Moreci R, et al. The Tumor Microenvironment Represses T CellMitochondrial Biogenesis to Drive Intratumoral T Cell Metabolic Insufficiencyand Dysfunction[J]. Immunity, 2016, 45(2):374-388.
