行业动态

氢分子效果可能与 IgG4-PF-ILD 患者中静息 Treg 细胞增加或 Fas+ T 细胞亚群减少有关：病例报告

本案例报道来自台湾地区。

背景/目的： 进行性纤维化间质性肺病 （PF-ILD） 是指一组通常与免疫球蛋白 G4 相关疾病相关的慢性肺部疾病。其特征是肺间质内进行性瘢痕形成（纤维化），导致呼吸衰竭和早期死亡。一些患者对标准治疗干预无反应。大量研究证实了氢气在各种疾病模型中的抗炎和抗氧化特性。

病例报告： 在本报告中，我们介绍了一名 85 岁女性的案例研究，该女性被诊断为疑似 IgG4 相关 PF-ILD 并发医院获得性肺炎。在氢辅助治疗的第四天，随着患者逐渐走向脱离机械通气，胸部 X 线检查观察到肺浸润明显改善。为了评估治疗反应，我们比较了氢气治疗前后的免疫表型。治疗后静息调节性 T 细胞水平显着增加，伴有 Fas+ 辅助性 T 细胞和细胞毒性 T 细胞亚型显着降低。

结论： 该案例研究强调了氢辅助治疗在治疗 PF-ILD 并发肺炎方面的有效性，值得未来进一步研究。

Lui SW, Lu JW, Ho YJ, Tang SE, Ko KH, Hsieh TY, Liu FC. Molecular Hydrogen as a Promising Therapy Could Be Linked With Increased Resting Treg Cells or Decreased Fas+ T Cell Subsets in a IgG4-PF-ILD Patient: A Case Report. In Vivo. 2024 May-Jun;38(3):1512-1518.

经过严谨的研究，我们发现氢气对多种系统和过程，如免疫系统和细胞凋亡，具有显著影响，显示出对全身性疾病的治疗潜力。特别是在急性肺损伤、慢性阻塞性肺病和肺纤维化等肺部疾病中，氢气表现出了明显的保护效果。在本研究中，我们采用口服氢胶囊的方式对并发感染性肺炎的PF-ILD患者进行治疗，证实了氢辅助治疗为类似病例提供了一个新的治疗选择。

我们对治疗前后的免疫细胞表型进行了深入分析，以评估氢辅助治疗的效果。结果显示，Fas+ Th和Tc细胞亚型明显减少，而静息Treg细胞水平在氢辅助治疗开始后显著增加。Treg细胞在健康个体中执行重要的免疫调节功能，并表现出抗炎特性。然而，在自身免疫性肺纤维化的个体中，Treg细胞的比例和功能均出现异常。氢疗法通过恢复Treg细胞的功能，可以减轻免疫系统的过度活动，从而改善疾病症状。

此外，我们还观察到氢辅助治疗后核小体数量的减少和血红蛋白水平的增加。核小体作为通用基因抑制子，其数量的减少可能与肺部浸润的改善有关。而血红蛋白水平的增加则可能反映了氢疗法对血液学和免疫学的积极影响。然而，氢疗法与核小体以及血红蛋白之间的具体关系仍需进一步的研究。

综上所述，氢辅助治疗对于伴有传染性肺炎的PF-ILD患者具有一定的疗效。然而，由于样本量有限，未来的研究需要扩大样本量并进行长期随访，以进一步验证氢辅助治疗的疗效及其与静息Treg细胞和Fas+ T细胞亚群之间的关联。

Molecular Hydrogen as a Promising Therapy Could Be Linked With Increased Resting Treg Cells or Decreased Fas+ T Cell Subsets in a IgG4-PF-ILD Patient: A Case Report | In Vivo (iiarjournals.org) 

免疫球蛋白G4相关疾病（IgG4-RDs），也被称为高IgG4或IgG4相关自身免疫疾病，是指一类可以影响任何器官的纤维炎症性疾病（1）。IgG4-RD在肺部的各种表现常常与肺癌、肺炎或间质性肺病（ILD）相似（2, 3）。间质性肺病是一类罕见的疾病，呈现多种病因和预后（4）。许多ILD患者会发展为进行性纤维化间质性肺病（PF-ILD）（4），其特点是肺间质内的纤维化变化，导致呼吸衰竭和早期死亡（5）。注意，医院获得的感染性肺炎是肺部疾病的常见并发症。

当前的临床干预包括药物治疗和非药物治疗。药物治疗涉及抗纤维化治疗，如使用尼替地尔或吡非尼酮来减缓肺功能的下降。特定类型的PF-ILD，如结缔组织疾病相关的ILD和过敏性肺炎，可适用免疫抑制治疗。在非药物治疗中，肺移植是唯一的治愈选择；然而，氧气治疗和管理并发症也在PF-ILD的治疗中扮演关键角色（5）。需要注意的是，大量患者对标准治疗无反应，这强调了需要新的有效干预措施的必要性。

氢气作为治疗气体时，展现出强大的细胞保护、抗炎和抗氧化效果（6）。来自动物模型的证据表明，氢气可以通过抑制线粒体氧化和核苷酸结合域及亮氨酸富集重复蛋白3（NLRP3）炎症小体激活来减轻炎症（7）。氢气辅助治疗在保护肺部免受一系列疾病，包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病、哮喘、肺癌、肺动脉高压和肺纤维化等方面具有相当大的潜力（8, 9）。

本文呈现了一个85岁女性疑似患有IgG4相关的PF-ILD并并发医院获得的感染性肺炎的病例研究。标准治疗失败后，开始采用氢气治疗作为辅助治疗，结果显示静息调节T（resting Treg）细胞（CD3+CD4+CD25highFoxP3lowCD45RA+）水平显著增加，所有Fas+ T辅助（Th）细胞亚群以及Fas+细胞毒性T（Tc）细胞亚群都显著减少。治疗开始几天后，胸部X光（CXR）显示患者的病情明显改善，这导致了呼吸脱离和随后从重症监护病房（ICU）转移。本研究获得了台湾台北国防医学院三军总医院机构审查委员会（IRB）的批准，并遵守了相关指南（IRB: B202105106，批准日期：2023年7月18日）。患者已获得书面形式的知情同意（No. B202105106-29）。这项涉及人类参与者的研究符合机构的道德标准，并遵循1964年赫尔辛基宣言及其后续修订或相当的道德标准。

案例资料

一位85岁的女性患者，在定期门诊随访时出现持续性呼吸困难、咳嗽和慢性间质性肺病（ILD），当时她正在接受非维生素K拮抗剂口服抗凝药物治疗心房颤动。2021年末，由于患者的抗核抗体（ANA）滴度达到1:320，她被转诊至风湿免疫科。2022年1月的初步实验室数据显示，IgA水平升高（544），IgG水平升高（2171），抗中性粒细胞胞质抗体（ANCA）滴度为1:320，ANA滴度为1:640。随后的随访评估显示，IgE（达到504）和IgG4（达到369.30）水平逐渐升高（见图1A）。医生怀疑ILD与风湿性疾病有关。从2022年9月至10月，患者因上腹痛和恶心住院于胃肠科。住院期间，患者出现呼吸困难和有痰的咳痰。胸部X光（CXR）图像显示，三天内双侧肺部疾病迅速进展，出现粗糙的网状和实变（见图1B和C）。同时进行的高分辨率计算机断层扫描（HRCT）显示，两肺的支气管周围和胸膜下区域出现斑片状磨玻璃影，伴有牵拉性支气管扩张和蜂窝样改变（见图1D和E）。怀疑是IgG4相关的PF-ILD（见参考文献3, 10, 11）。由于患者高龄且病情不稳定，无法进行肺部活检以确认IgG4-RD诊断（参考文献12）或进行强制肺活量测量。

图1.患者的临床病程。（A）在进展性纤维化间质性肺病（PF-ILD）诊断前后的IgE和IgG-4水平。IgG-4水平用红色标记，IgE水平用蓝色标记，最高值用绿色箭头指示；（B，C）显示PF-ILD的胸部X光（CXR）图像。（B）2022年9月12日的CXR图像，显示肺容积减少和基底为主的粗大网状影。（C）2022年9月15日的CXR图像，显示双侧肺部网状影和实变进展（三角形）。（D，E）2022年9月15日拍摄的高分辨率计算机断层扫描（HRCT）图像。（D）HRCT轴向视图揭示了纤维化ILD及相关急性加重，伴有牵拉性支气管扩张（箭头）和蜂窝样改变（三角形）。（E）相应水平面的冠状视图揭示了双侧磨玻璃样不透明区（三角形）。（F至H）氢气治疗前后CXR图像之间的显著差异。（F）氢气治疗前（2023年5月12日）的CXR显示双侧肺部空气间隙实变伴间质浸润。（G）氢气治疗第2天（2023年5月13日）的CXR显示显著改善，特征是空气间隙实变的明显消退和双侧肺部间质浸润减少。（H）第4天（2023年5月15日）的CXR显示进一步改善，表现为磨玻璃样不透明区和间质浸润的斑块面积减少。

初始治疗使用类固醇和利妥昔单抗导致IgE和IgG4水平降低（图1A），其他免疫标志物也有所减少（IgA：400，IgG：1,454，ANA：阴性，ANCA：阴性）；然而，上呼吸道症状持续存在。随后使用的抗生素、类固醇和免疫抑制剂（Myfortic）未能控制疾病。2022年12月8日进行了气管切开手术，并在12月中旬进行了为期五天的静脉注射免疫球蛋白（IVIG）治疗。尽管如此，持续的呼吸窘迫和不稳定仍然存在。2023年2月5日，症状加剧，患者被转入ICU。在痰液培养中检测到真菌生长后，开始使用抗纤维化治疗（Pirespa）和抗真菌治疗（Cresemba）。尽管接受了包括利妥昔单抗、IVIG、类固醇、抗生素和抗纤维化治疗在内的多种治疗，患者并未显示出改善。2023年4月28日，患者经历了一次休克，需要紧急处理。CXR图像显示严重的肺部浸润（图1F），患者仍然依赖呼吸机。

氢气治疗（每天1粒胶囊）于2023年5月12日开始。氢胶囊（纯氢）购自HoHo Biotech有限公司（台湾台北）。每粒胶囊含有170毫克富含氢的珊瑚钙，包含1.7×10^21个氢分子，相当于24杯含有1200 ppb氢的水或每200毫升水含有0.6毫摩尔的氢。在氢治疗的第2天，肺部浸润明显改善（图1G）。到第4天，医生观察到患者整体状况显著好转（图1H）。请注意，由于严重的呼吸困难和气管切开，患者最初无法说话。到氢治疗的第7天，患者能够坐起并与家人交流，全家人都认为氢治疗效果非常好。此时开始了呼吸脱离训练。在服用氢胶囊后未观察到任何不良反应或事件。患者在第14天可以脱离呼吸机10小时，在第23天可以脱离18小时，同时等待转出ICU。疾病进展如图2所示。

图2. 疾病进展和临床治疗过程。灰色线条表示整体疾病进展。空心箭头指示症状持续和改善的时间点、实验室数据变化以及预定检查。绿线和箭头表示医疗治疗和住院状况。蓝线表示全血分析的时间点。

流式细胞术用于全血分析，旨在评估氢治疗前后免疫细胞的变化。对于后续的全血分析，使用标准的荧光染料制备方法和带有干燥试剂的荧光抗体试剂盒（贝克曼库尔特，加利福尼亚州布雷亚）准备血液样本。方法、步骤、免疫表型分析和细胞分选均按照先前描述的方法进行（参考文献13）。详细设置和细胞分选列于补充数据1至5、图1、图2和图3。我们对氢治疗前后的免疫表型标记的分析显示，治疗后静息Treg细胞显著增加，Fas+ Th和Tc细胞亚型显著减少（图3）。此外，本研究的报告符合CARE报告指南（2013年CARE清单）。

图3. 氢气治疗后的免疫表型变化。全血分析共进行了六次：氢气治疗前（2022年11月1日；12月5日；12月15日；12月29日；2023年5月1日）和治疗后（2023年5月19日）。(A) 氢气治疗前后静息Treg细胞的百分比变化。（B至F）氢气治疗后Fas+ Th细胞亚群的变化，包括Th Fas+、Naive Th Fas+、CM Th Fas+、Effector Th Fas+和EM Th Fas+细胞。（G至K）氢气治疗后Fas+ Tc细胞亚群的变化，包括Tc Fas+、naive Tc、CM Tc Fas+、effector Tc Fas+和EM Tc Fas+细胞。Tc: T细胞毒性；CM: 中央记忆；EM: 效应记忆。

讨论

这个病例研究强调了迫切需要新的治疗方法来治疗疑似与IgG4相关的PF-ILD并发医院获得性肺炎的病例。尽管经过了八个月的药理和非药理干预，包括利妥昔单抗、抗生素、类固醇和免疫抑制剂（Myfortic），肺部浸润持续存在（图1C和F），症状未得到缓解，最终因休克需要紧急措施。

本案例研究还展示了氢辅助治疗在治疗并发感染性肺炎的PF-ILD患者中的可行性。在氢辅助治疗的首剂一周内，症状和肺部浸润（见图1F-H中的CXR图像）观察到改善，患者恢复了说话能力。这促使了机械通气脱机，并且在氢辅助治疗的第23天，患者能够自主呼吸18小时，同时等待从ICU转移。

氢疗法的治疗作用的潜在机制尚未完全阐明。现有研究表明，氢气具有抗炎和抗氧化特性（参考文献8），它可以选择性交清除线粒体内产生的羟基自由基以及抑制NLRP3炎症小体激活（参考文献7）。氢可以影响各种系统和过程（例如，免疫系统和细胞凋亡），表明其对一系列全身性疾病的治疗潜力（参考文献14）。氢气也被提议作为治疗急性肺损伤的潜在保护剂（参考文献15），在包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺病和肺纤维化在内的各种肺部疾病中显示出保护效果（参考文献8）。氢疗法可以通过吸入、口服氢胶囊、氢浴、氢盐水注射（包括腹膜内和静脉内给药）和局部眼药水等方式给药（参考文献8）。在本研究中，我们选择口服胶囊来治疗并发感染性肺炎的PF-ILD。氢辅助治疗为类似病例提供了一个有希望的新选择。

我们对治疗前后的免疫细胞表型进行了分析，旨在描述反应并评估氢辅助治疗的有效性（图3）。我们的结果揭示了所有Fas+ Th和Tc细胞亚型明显减少，伴随着静息Treg细胞水平在氢辅助治疗开始后的显著增加。在健康个体中，Treg细胞在外周血和脾脏中执行不同的免疫调节功能，并表现出抗炎特性。调节细胞群体内的各种分子通路的任何水平的失调都可能导致免疫系统过度活跃，从而有助于炎症性肺疾病的发生（参考文献16）。注意，在自身免疫性肺纤维化的个体中，支气管肺泡灌洗液和外周血中的Treg细胞比例低于平均水平。在这些病例中，Treg细胞也表现出有限的抑制活性，这与疾病严重程度呈负相关（参考文献16）。作为一种转录因子，叉头框P3（FOXP3）基因在调节Treg细胞分化中起着至关重要的作用，其表达受到各种表观遗传增强子和启动子的严格控制。FOXP3的失调与各种免疫相关疾病的发生有关。已知FOXP3+ Treg细胞表现出最强的抑制功能和最广泛的抑制靶标范围。此外，FOXP3+ Treg细胞防止自身反应性T细胞的激活，抑制自身免疫和过敏性疾病的发生，表现出抗炎功能，并维持自身免疫耐受。FOXP3表达的降低可能导致Treg细胞介导的对感染和肿瘤的抑制丧失（参考文献17）。研究人员提出，Treg细胞群内静息Treg细胞比例的增加可能会加剧系统性红斑狼疮并导致异常的炎症状态（参考文献18）。也有研究表明，静息Treg细胞功能受损与2型糖尿病有关（参考文献19）。一些研究表明，氢疗法可以通过恢复Treg细胞来减轻免疫系统的过度活动（参考文献14）。在本研究中，我们在氢辅助治疗开始后检测到静息Treg细胞计数增加，同时症状和CXR检查结果显著改善（图1F-H）。

Fas是肿瘤坏死因子受体家族的一个成员，在各种细胞和组织中表达。Fas配体（FasL）是一种细胞表面分子，它与受体（Fas）结合以诱导细胞凋亡。研究人员获得了证据表明，在特发性肺纤维化患者中，支气管和肺泡上皮细胞以及浸润的淋巴细胞或粒细胞中的Fas和FasL表达上调。失调的Fas-FasL途径中过度的细胞凋亡在肺纤维化的发展过程中起着关键作用。在肺纤维化动物模型中也观察到过度的细胞凋亡和增加的FasL表达（参考文献20）。在氢辅助治疗之后，我们观察到Fas+ Th和Tc细胞亚型明显减少，以及CXR图像中肺部浸润的显著改善（图1F-H）。

注意，在氢辅助治疗后，我们还观察到核小体数量从15减少到7，以及血红蛋白水平从8.1增加到10.6。核小体作为通用基因抑制子影响所有类型的转录（基因内的、基因内的和基因间的）（参考文献21）。在一项研究中，重症COVID-19患者的血浆核小体水平显著高于健康对照组（参考文献22）。在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌肺炎的小鼠的支气管肺泡灌洗液中也观察到升高的核小体水平（参考文献23）。文献中缺乏关于氢疗法和核小体之间关系的全面探索。在当前研究中观察到的核小体数量的显著减少与肺部浸润的显著改善同时发生。血红蛋白的主要功能是通过协同结合和氧气释放将氧气从肺部输送到组织。研究人员已经证明了富含氢的溶液在加速患有再生障碍性贫血的小鼠的血液学和免疫学恢复方面的有效性，表明其作为这种情况的临床治疗剂的潜力（参考文献24）。在当前研究中，我们在氢治疗后观察到血红蛋白水平的增加；然而，需要进一步的研究来探索氢与核小体之间的关系以及氢与血红蛋白之间的关系。

结论

总之，这个案例研究展示了氢辅助治疗对于伴有传染性肺炎的PF-ILD患者的疗效。氢辅助治疗是一个有前景的治疗选择；然而，由于样本量有限，未来的研究需要扩大样本量并进行长期随访，以验证其疗效并建立氢疗法与静息Treg细胞以及Fas+ T细胞亚群之间的关联。