氢气和肾脏疾病

摘要

急性肾损伤（AKI）和慢性肾脏病（CKD）给全球医疗体系带来了沉重负担。氢气（H₂）凭借其选择性抗氧化、抗炎及抗凋亡特性，已成为一种潜在的治疗手段。本研究综述了氢气在肾脏干预领域的相关证据，基于数据分析探讨了其治疗机制、文献计量趋势及现有研究空白。本范围综述整合了定量文献计量分析与定性主题综合分析，这种整合方式在传统范围综述中较为少见，且揭示了该领域的关键研究空白。

研究遵循《系统综述和荟萃分析扩展指南：范围综述优先报告条目》（PRISMA-ScR），通过Scopus和Web of Science数据库筛选出69篇相关文献。这些文献主要源自亚洲（尤其是中国和日本），研究活动在2019年和2024年出现明显高峰，但国际合作仍较为有限。

在急性肾损伤、肾毒性、肾移植及早期慢性肾脏病模型中，氢气均展现出一致的保护作用，可抑制细胞凋亡、纤维化、炎症反应及氧化应激。研究结果表明，氢气疗法在急性肾损伤和慢性肾脏病的肾脏保护方面具有应用前景。然而，要推动氢气疗法更广泛地应用于临床肾脏病实践，仍需开展更严谨的临床试验，并建立标准化的研究方法。

Medical Gas Research

Viana J, Castro C, Leiva V. Molecular hydrogen and kidney diseases: a scoping review based on scientometry and data analytics. Med Gas Res. 2026 Jun 1;16(2):161-168.  

 引言

科学界和医学界对氢气（H₂）的关注可追溯至20世纪70年代，当时研究人员首次在高压环境下探索其作为抗肿瘤剂的潜力[1]。起初，相关研究主要聚焦于癌症治疗，其更广泛的医学应用价值直到2007年才得到关注——彼时氢气被证实具有选择性抗氧化作用，可中和高活性的羟基自由基和过氧亚硝酸盐，且不会干扰细胞必需的信号分子[2]。这一关键发现在脑缺血再灌注（I/R）损伤模型中首次得到验证，为探索氢气疗法用于治疗氧化应激及炎症相关疾病奠定了基础。

肾脏疾病（尤其是急性肾损伤和慢性肾脏病）是全球重大健康负担[3,4]。这类肾脏疾病的病理生理过程涉及相互关联的机制，其中炎症、纤维化和氧化应激尤为关键，而活性氧的过量产生在疾病的发生和进展中起着核心作用[5,6]。因此，调控氧化应激及相关氧化还原敏感信号通路的治疗策略，在肾脏病学研究和临床实践中日益受到重视。

在此背景下，氢气凭借其独特的抗氧化和抗炎特性，成为一种极具潜力的治疗候选。2010年发表的一项里程碑式临床试验表明，富氢透析液可降低血液透析患者的氧化应激标志物水平[7]。随后的研究在各类实验和临床场景中，探索了多种氢气给药方式，包括吸入氢气、饮用富氢水、使用产氢纳米材料及释氢固态化合物等[8,9]。此外，多项研究一致证实，氢气可选择性清除有害自由基、减轻炎症反应，并对心血管疾病、神经退行性疾病及肾脏疾病相关的细胞信号通路产生有益调控[10,11]。

近期研究发现，氢气可通过调控氧化还原平衡和炎症反应，在肾脏疾病中发挥保护作用[8,9,12-15]。一篇最新综述指出，氢气有望成为慢性肾脏病的干预手段，并强调其可调控多种氧化应激相关通路，包括：（1）核因子E2相关因子2- Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1复合物（Nrf2-Keap1）通路；（2）核因子κB（NF-κB）和缺氧诱导因子通路；（3）叉头框O（FoxO）转录因子通路[11]。

实验证据支持上述观点：在脓毒症诱导的急性肾损伤模型中，富氢盐水可减轻肾脏炎症反应，并保护内皮糖萼完整性[12]；此外，新型固态产氢材料通过抑制关键炎症通路，对毒素诱导的肾损伤展现出治疗效果[8]；另有研究报道，高浓度氢气吸入可通过促进线粒体生物合成和融合过程，减轻脓毒症急性肾损伤模型中的线粒体功能障碍[13]。

除传统给药方式外，研究人员还探索了先进的产氢纳米材料，以实现肾脏疾病中活性氧的靶向调控[9]。临床病例报告显示，氢气疗法可改善糖尿病肾病患者的肾功能并减轻疲劳症状[14]；临床前研究也表明，氢气对挤压综合征相关的急性肾损伤具有保护作用[15]。

尽管取得了这些积极成果，现有氢气疗法相关文献仍存在显著的方法学异质性。实验模型、给药方案及结局指标的差异，不仅限制了研究结果的直接对比，也阻碍了氢气疗法的广泛临床转化。

范围综述方法特别适用于这类研究分散的领域——通过系统梳理现有证据、明确核心概念、界定知识空白并确定未来研究重点，可有效整合该领域研究。与系统综述或荟萃分析（需高度的方法学一致性和定量同质性）不同，范围综述更注重涵盖研究主题的广度和多样性，能为尚未成熟到可进行定量合成的新兴领域提供结构化见解。

然而，迄今为止，尚未有全面的范围综述专门梳理氢气在肾脏病学领域的应用。关于氢气肾脏干预的治疗场景、作用机制及研究重点等关键问题，仍有待解答。因此，本研究旨在实现以下目标：（1）系统概述氢气干预在急性肾损伤和慢性肾脏病中的应用；（2）阐明氢气发挥肾脏保护作用的关键分子机制；（3）识别现有知识空白，明确需进一步研究的领域。

 方法

本研究采用综合方法筛选与氢气肾脏疗法相关的研究，全过程遵循《系统综述和荟萃分析扩展指南：范围综述优先报告条目》（PRISMA-ScR）[16]，确保文献检索、筛选和纳入过程的透明度与可重复性。

检索策略

研究在Web of Science和Scopus数据库中进行系统检索（选择这两个数据库的原因在于其涵盖学科广泛且具备文献计量分析功能）。检索策略将氢气疗法相关术语（“molecular hydrogen”“hydrogen gas”“hydrogen therapy”“hydrogen-rich water”“hydrogen-rich saline”，即“分子氢”“氢气”“氢气疗法”“富氢水”“富氢盐水”）与肾脏相关术语（“kidney”“renal”“disease”“injury”“failure”“dialysis”“nephropathy”“transplant”“ischemia”“reperfusion”“fibrosis”“CKD”“AKI”“ESRD”，即“肾脏”“肾的”“疾病”“损伤”“衰竭”“透析”“肾病”“移植”“缺血”“再灌注”“纤维化”“慢性肾脏病”“急性肾损伤”“终末期肾病”）相结合。为最大限度覆盖相关文献，研究选择使用部分标准缩写（如“CKD”“AKI”）而非疾病全称。检索未设置时间或发表年份限制，涵盖了截至2025年2月12日的所有可用文献。

纳入与排除标准

纳入标准：明确探讨氢气疗法在肾脏相关疾病中应用的原发性实验研究和临床研究；研究对象为患有肾脏疾病、肾损伤或存在肾损伤风险的人或动物；采用氢气干预手段（如氢气吸入、富氢水/富氢盐水、固态产氢材料等）；并报告肾脏相关结局指标（生物标志物、功能指标或组织病理学结果）。

排除标准：非英文文献；与肾脏疾病或氢气疗法无直接关联的文献；为保证生物医学相关性，排除检索或筛选过程中发现的非医学领域研究（如涉及“燃料电池”“电池”“燃烧”“光合作用”“植物”等主题的研究）。

文献计量分析数据集

初步检索共获得235篇文献（Web of Science数据库123篇，Scopus数据库112篇）。剔除重复文献后，剩余178篇独特文献；经语言筛选后，数据集进一步缩减至140篇。由两名研究者独立对文献标题和摘要进行筛选，意见分歧由第三位专家协调解决。最终，69篇文献符合纳入标准，构成全文分析的最终数据集（图1）。

图1：遵循《系统综述和荟萃分析扩展指南：范围综述优先报告条目》（PRISMA-ScR）的文献识别、筛选与纳入流程图。本范围综述共纳入69篇氢气肾脏研究相关文献。H₂：氢气；WoS：Web of Science（科学网）。

文献计量与主题分析

采用科学计量学方法进行文献计量与主题分析，以描绘氢气肾脏疗法的研究现状。分析主要包括以下三个步骤：

1.  publication趋势分析：通过量化年度发表文献数量，梳理研究发展时间线；同时将文献分为原创研究论文、综述文章和会议论文，明确主要文献类型。

2. 期刊分布分析：统计文献发表期刊的分布情况，判断相关研究主要集中在肾脏病学专业期刊，还是分散在多学科期刊中。

3. 国际合作分析：基于国家层面的合著网络开展研究。根据作者单位构建合作矩阵，识别国家间的合作关系；采用聚类算法识别高频合作国家群体，可视化地理合作模式，并确定核心贡献国家[17,18]。

 主题分析与结果

主题分析方法

主题分析聚焦于关键词频次与共现情况，以识别主要研究主题。研究首先构建关键词共现矩阵并将其转化为网络，随后采用相同的聚类方法对网络进行分析，从而划分主题群组[17,18]。

遵循已确立的主题图谱绘制流程[19]，每个关键词聚类被置于由“中心度”和“密度”定义的二维空间中：

- 中心度：指某一主题与其他主题的关联程度，反映其跨学科相关性；

- 密度：指每个主题内部关键词的内在凝聚力，反映主题的成熟度或专业化程度。

中心度和密度均较高的聚类被定义为“核心驱动主题”（motor themes），是推动研究进展的关键；位于其他象限的聚类则分别代表新兴主题或专业化主题。

所有分析均在R统计软件中完成：文献计量分析主要使用bibliometrix包[17]，网络构建与聚类分析使用igraph库（https://igraph.org/），数据可视化使用ggplot2包（https://ggplot2-book.org/）[20]。该整合分析方法符合标准科学计量学规范，并采用了广泛认可的开源工具。

结果

历年发表趋势

氢气肾脏疗法相关研究始于2009年，2010年后研究发表逐渐规律化。2010-2015年，年均发表文献数量在2-5篇之间波动；2016-2024年，总体发表量仍处于较低水平，但2019年和2024年出现小幅增长（每年各7篇），表明这些时期研究关注度相对较高（图2）。

图2：氢气肾脏研究历年发表数量分布。H₂：氢气。

文献类型

最终数据集中的文献以原创研究论文为主（63篇，占91%），综述文章占比极少（5篇，占7%），另有1篇会议论文（占1%）。这一分布表明，该领域研究以实验和临床研究为主，而全面的综述整合与系统综述类文献仍较为匮乏。

期刊分布

氢气肾脏疗法相关研究发表于多种期刊，仅有少数期刊发表了多篇相关文献（表1）。其中，《PLoS One》《Renal Replacement Therapy》《Scientific Reports》和《Shock》各发表3篇；另有若干期刊各发表2篇。这一分布既体现出发表期刊具有一定的专业性，也反映出该研究领域受到多学科的广泛关注。

表1：发表至少2篇氢气肾脏研究文献的期刊分布

国际合作网络

为分析国际研究合作情况，研究基于国家 affiliations 构建了合著网络（图3）。中国发表文献数量最多（33篇），日本紧随其后（28篇），但两国的国际合作程度均显著较低：中国仅有3篇文献为跨国合作（跨国合作文献比=MCP ratio=0.0909），日本则无跨国合作文献（MCP ratio=0.0000），表明两国研究以国内团队为主。

图3：氢气肾脏研究的国家合作网络。节点大小代表各国发表文献总数，连线代表国家间的合著关系。H₂：氢气。

与之相反，部分发表文献较少的国家（如德国、葡萄牙、斯洛伐克）国际合作活跃度高，其MCP ratio均为1.0（表2）。尽管这些结果基于较小的数据集，但MCP ratio（涉及国际合著者的文献比例）清晰显示，这些国家的所有相关文献均为跨国合作成果。美国发表文献数量中等（6篇），其中半数为国际合作成果（MCP ratio=0.50）。

表2：氢气肾脏研究的国家层面合作指标

引文分析

研究通过分析引文频次评估文献影响力。表3列出了被引次数最高的5篇文献，每篇被引次数在72-149次之间。正如预期，较早发表的研究通常被引次数更高。数据集中被引次数最高的文献是一项早期研究，该研究证实氢气可在保护顺铂抗癌活性的同时，减轻其肾毒性[21]；其他高影响力文献包括氢气在预防慢性移植物肾病[22]、减轻肾脏缺血再灌注损伤[23,24]以及提高全身性炎症模型存活率[25]等方面的研究。

表3：氢气肾脏研究中被引次数前5的文献

关键词频次与共现分析

对高频作者关键词的定量分析，可揭示氢气肾脏研究的核心主题。通过汇总所有研究中的关键词出现次数，研究识别出了一组在文献中反复出现的核心术语。图4展示了出现频次前20的关键词，其中与氢气疗法相关的概念（如“H₂”“富氢水”）及其主要作用机制（如“氧化应激”“炎症”“凋亡”）占比突出：

- 出现频次最高的关键词是“氧化应激”（22次），其次是“H₂”（18次）和“炎症”（13次），凸显了该领域对氧化还原调控和炎症调节的重点关注；

- “H₂”（12次）和“急性肾损伤（AKI）”（8次）进一步印证了研究对细胞保护的关注，相关术语还包括“活性氧”（6次）和“凋亡”（5次）；

- 出现频次较低的关键词（如“纤维化”“富氢盐水”“肾毒性”，均为3次）则代表了新兴或更专业化的研究方向。

图4：氢气肾脏研究中出现频次前20的关键词及其发表数量（频次）分布。H₂：氢气。

关键词频次仅能反映主题的突出程度，无法体现术语间的关联。为探索高频关键词间的关系，研究构建了聚焦前25个高频关键词的共现网络（图5）。

图5：氢气肾脏研究中前25个高频关键词的共现网络。为提高清晰度、减少视觉干扰，已过滤掉弱关联（低频次共现）。网络中，连接度（关联数量）越高的节点越靠近中心位置；每个节点代表一个关键词，节点大小与关键词出现频次成正比；连线代表关键词在同一文献中的共现关系，连线粗细（权重）反映关联强度。H₂：氢气。

表4总结了部分关键节点的连接度指标，可反映每个关键词在网络中的相对重要性及相互关联程度。例如，“氧化应激”的连接度为0.96，几乎与所有其他关键词相关，凸显其在氢气肾脏干预研究中的核心地位；“氢气”（0.68）和“炎症”（0.68）同样具有较高连接度，是连接多个研究子领域的关键；相比之下，“急性肾损伤”（0.38）虽为重要研究焦点，但关联的术语较少。

综上，网络分析证实：氧化还原调控和炎症调节是氢气肾脏病学研究的核心主题，而氢气则贯穿于多个作用机制与临床研究领域。

表4：氢气肾脏研究关键词共现网络中部分关键词的节点连接度

主题图谱分析

关键词共现网络（图5）虽展示了前25个高频关键词的关联关系，但未能全面呈现该研究领域的整体主题结构。为此，研究构建了主题图谱（图6），根据“中心度”（与其他主题的关联度）和“密度”（内部凝聚力）对关键词聚类进行定位。位于右上象限（高中心度、高密度）的聚类即为“核心驱动主题”，对研究领域具有关键影响力。

图6：氢气肾脏研究的主题图谱。横轴（中心度）反映主题与其他领域的交互程度；纵轴（密度）反映主题内部凝聚力；每个圆圈代表一个相关关键词聚类，以最具代表性的关键词或概念标注；圆圈大小与聚类内关键词的总出现频次成正比；颜色（由聚类算法自动分配）用于区分不同主题群组。H₂：氢气。

基于共现网络，研究根据“中心度”和“密度”将关键词划分为以下主题聚类，以全面呈现领域结构：

1. 核心跨领域主题：关联最广泛的聚类以“氧化应激”为核心，具有最高中心度，且与“炎症”“急性肾损伤（AKI）”“氢气疗法”密切相关；另一高中心度主题“氢气”则横跨多个领域，连接了“肾脏疾病”“慢性间歇性缺氧”与“抗氧化机制”。

2. 专业化研究主题：“氢气”“慢性排斥反应/肾移植”“脓毒症”等聚类的内部密度较高，但中心度较低，代表相对独立的研究方向。这些领域的研究多聚焦于氢气的特定治疗应用，与其他主题的交叉关联较少。

3. 新兴或边缘主题：“慢性肾脏病（CKD）”“肾功能”“缺血再灌注损伤（I/R injury）”等关键词的连接度极低，表明其在整体研究网络中的整合程度有限；“顺铂”“血液透析”等关键词也相对孤立，这可能与相关发表文献数量较少或实验设计高度专业化有关。

总体而言，主题图谱凸显“氧化应激”和“氢气”是该领域的核心组织概念，反映出研究对氢气抗氧化、抗炎机制的重点关注。与此同时，“肾移植”“脓毒症”“肾毒性”等更细分的研究方向仍处于相对孤立的状态。这种碎片化现状提示，加强主题间的整合或可推动氢气疗法更广泛的转化应用。深入理解这些研究聚类与氢气生理分子效应的关联，是弥合实验发现与临床实践差距的关键。

综上，文献计量分析结果表明，有必要将主题洞察与肾脏保护相关的生理分子机制相结合。因此，下一部分将从宏观的文献计量视角，转向对氢气发挥肾脏保护作用的机制通路与治疗场景的详细探讨。

讨论

本部分综合了当前氢气疗法在肾脏病学领域的研究进展，将文献计量趋势与机制研究见解相结合，既凸显该领域已取得的成果，也指出仍面临的挑战。

文献计量洞察与机制基础的整合

文献计量分析显示，氢气肾脏病学研究虽前景良好，但自2009年以来发展并不均衡，仅在2019年和2024年出现小幅发表高峰[11,17]。该领域仍以原创研究论文为主，综述和荟萃分析相对稀缺[16]，表明研究重点集中在实验探索或早期临床研究，而非全面的成果整合。

国际合作同样存在局限，尤其是在发表量较高的东亚地区（中国、日本），跨国合著文献比例显著偏低[26]；与之相反，德国、葡萄牙、斯洛伐克等发表量较少的国家，其跨国合作文献比（MCP ratio）反而更高。

引文分析显示，早期核心研究（如证实氢气可减轻顺铂肾毒性的研究[2,21]）影响力显著，但相关研究方向并未总能得到进一步拓展。此外，关键词聚类分析确认“氧化应激”“炎症”“氢气”是核心主题，与氢气的抗氧化、抗炎机制相符。但主题图谱显示，“移植”“脓毒症”“透析”等不同应用领域的研究常各自独立开展，提示该领域存在制定更统一研究策略的空间。

 文献计量学观察与机制研究的关联

这些文献计量学观察结果与机制研究见解相契合，共同表明氢气（H₂）的肾脏保护能力具备坚实基础。然而，现有文献仍较为分散，加强研究协作或可进一步挖掘氢气在肾脏病学领域的治疗潜力。

机制研究见解与方案标准化

氢气肾脏疗法的早期研究重点关注氢气的选择性抗氧化特性：它可清除羟基自由基（·OH），同时保留参与正常信号传导的其他活性氧（ROS）[2,21]。这种双重特性是氢气治疗潜力的核心基础——它有助于维持过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等内源性抗氧化剂的水平，还能抑制促炎细胞因子释放，进而减少细胞凋亡与组织损伤[21-25]。

后续研究进一步拓展了上述发现，证实氢气还具有抗炎与抗纤维化作用：氢气可调控核因子E2相关因子2（Nrf2）、核因子-κB（NF-κB）、沉默信息调节因子1（SIRT1）等关键转录因子，而这些因子对氧化还原平衡、纤维化进程及炎症反应均具有调控作用[9,11,27,28]。

近期研究手段（如血氧水平依赖性功能磁共振成像、产氢纳米材料）表明，氢气对肾脏的保护作用不仅限于清除自由基，还涉及对肾脏稳态至关重要的多层面细胞网络[9,27,29]。

尽管氢气治疗的作用机制研究已取得进展，但目前相关研究仍采用多种给药方式（吸入、口服、透析液给药）与结局指标[7,9,11,30]。此外，在分子层面：

- 急性肾损伤（AKI）中，氢气可作用于NF-κB通路、含亮氨酸重复序列和pyrin结构域的核苷酸结合寡聚化结构域蛋白3（NLRP3）等炎症与凋亡通路[8,9,12,13,23,31,32]；

- 慢性肾脏病（CKD）中，氢气通过下调转化生长因子-β1（TGF-β1）、上调SIRT1表达，发挥抗纤维化潜力[10,26,29,33-35]。

明确氢气的短期保护作用与长期抗纤维化作用是否存在差异，对于指导患者筛选与给药方案制定至关重要。下文将从AKI入手，探讨氢气在特定临床场景下的肾脏保护作用。

氢气在急性肾损伤（AKI）中的应用

AKI的病因多样，包括肾毒性药物、缺血再灌注（I/R）损伤及脓毒症[31,36]。临床前模型一致显示氢气具有肾脏保护作用：

- 药物诱导性AKI（如顺铂、庆大霉素诱导）：氢气治疗可降低丙二醛、活性氧等氧化应激标志物水平，维持肾功能（如维持血清肌酐正常），并减轻组织损伤[8,21,23,24,29,31,37]；

- 缺血再灌注损伤：氢气可能通过保护Klotho蛋白表达、调节自噬，实现对肾小管结构的保护，并部分延缓纤维化进程[28,34,37,38]。

在脓毒症诱导性AKI中，于多菌感染或内毒素诱导的脓毒症模型中，氢气可降低NF-κB、NLRP3炎症小体等促炎介质水平，并提高模型动物存活率[12,13,23-25,31]。氢化镁、产氢纳米材料等新型制剂可实现氢气的持续或靶向释放，为横纹肌溶解症及毒素诱导性AKI提供了更多治疗选择[8,9,15,39]。

尽管这些发现具有应用前景，但不同的实验方案与给药途径使得研究结果难以直接对比[21,23,29]。未来需通过更多临床研究明确最佳剂量与给药方式。下文将探讨氢气在CKD中的潜在应用——CKD患者需额外应对持续炎症与纤维化带来的挑战。

氢气在慢性肾脏病（CKD）中的应用

CKD以持续性炎症、氧化应激及进行性纤维化为特征[3,4]。在单侧输尿管梗阻等CKD模型中的早期实验表明：

- 富氢盐水可减轻肾脏纤维化、降低氧化应激标志物水平、减少炎症细胞浸润[26,28,40,41]；

- 作用机制上，氢气可保护Klotho等关键肾脏蛋白，抑制上皮-间质转化、SIRT1调控通路等促纤维化通路[10,28,40,41]。

在高血压肾损伤中，氢气可降低氧化应激水平、减轻肾脏结构损伤，并部分改善高血压相关的肾功能障碍[33,35]；氢气吸入还可降低自发性高血压大鼠的血压，提示其可能通过抗高血压机制影响CKD进展[42]。在糖尿病肾病中，氢气治疗可改善肾脏生物标志物水平与代谢指标[5,11,33,41]，但疗效可能因病因不同而存在差异（如在某些多囊肾病模型中获益有限[34-36]）。

临床研究显示，在终末期肾病（ESRD）患者中，富氢透析液可降低氧化应激与炎症水平，同时改善患者报告结局[7,30,43-47]。透析液氢气实时监测等近期技术进展可能促进氢气疗法的临床应用[30,45]；腹膜透析相关初步研究也表明，氢气可保护腹膜屏障完整性[33,41]。

鉴于氢气在慢性肾脏疾病中已显示出肾脏保护作用，下文将探讨其在肾移植中的潜在益处——肾移植过程中需同时应对急性和慢性炎症挑战。

氢气在肾移植中的应用：疗效与安全性考量

氢气疗法在肾移植中的应用研究，主要围绕减轻缺血再灌注损伤与慢性移植物肾病展开：

- 早期动物模型显示，口服富氢溶液可降低蛋白尿水平、减轻组织病理学损伤、降低氧化应激标志物水平[22]；

- 器官保存技术创新表明，与传统保存液相比，含氢保存液可改善移植物结局，减少肾小管损伤、细胞凋亡及氧化应激[38,41,48,49]。

然而，部分研究发现单独使用氢气的获益有限，提示需优化给药方式或采用联合治疗策略（如与一氧化碳联用）[48,50,51]。临床前数据总体显示氢气安全性良好，但部分离体大型动物研究结果不一致，表明需进一步探索剂量优化与协同治疗方案[48-50]。

此外，目前以移植物存活或长期功能为主要终点的临床试验较少，因此有必要研究氢气对慢性排斥反应、感染率及免疫抑制需求的影响。同时，不良事件记录的标准化方法仍不完善，难以识别延迟性或罕见并发症。

总体而言，现有证据支持氢气的安全性及其改善移植结局的潜力，但仍需通过严格的人体试验证实其临床疗效。鉴于氢气的肾脏保护作用不仅限于移植和原发性肾脏疾病，下文将探讨其在其他涉及肾功能损害的特殊疾病中的作用。

其他特殊临床场景

除常见肾脏疾病外，氢气疗法在影响肾脏的全身性或多因素疾病中也显示出应用前景：

- 在次氮基三乙酸铁诱导的肾致癌模型中，富氢水可通过调节氧化应激与炎症通路，减少早期肿瘤促进事件[52]；

- 在原位肝移植等高应激手术中，氢气可通过减轻氧化损伤与细胞凋亡，保护肾功能[38,40]；

- 在子痫前期等产科并发症中，氢气治疗可降低血压、减少氧化损伤、改善妊娠结局[53]；

- 针对慢性间歇性缺氧及心脏手术继发肾损伤的研究，进一步证实了氢气的全身性细胞保护潜力[32,38]。

尽管如此，不同疾病场景下氢气疗法的结局存在差异，提示需进一步研究最佳剂量方案、患者筛选标准及长期安全性。

给药方式概述

氢气疗法的成功临床转化，需明确其给药方式。目前的给药途径包括氢气吸入、口服富氢水、富氢透析液，以及产氢纳米材料或化合物给药[8,9,54,55]。这些方法的剂量范围与应用频率不同，导致研究结果难以横向对比。

氢气的低溶解度、快速扩散性等物理化学特性，也会影响其吸收与组织分布。表5总结了主要给药策略，包括剂量、治疗频率、结局及潜在局限性。为设计可重复的临床前和临床试验、准确评估氢气在肾脏病学中的治疗效果，制定这些参数的明确指南至关重要。

表5 氢气肾脏研究中的给药方案及代表性模型总结

临床与实验终点

在各类实验模型中（尤其是AKI模型），氢气疗法持续改善以下指标：

- 氧化应激标志物（如丙二醛、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶）[8,13,24,34,40,56]；

- 炎症细胞因子水平；

- 组织病理学损伤评分。

研究人员还关注氢气在减轻顺铂肾毒性的同时不降低其抗肿瘤疗效的能力[21,37,57]。早期临床研究（包括小规模透析研究）显示，氢气可降低患者疲劳感和炎症水平，但关于生存率、终末期肾病进展等长期结局的数据仍不充分[7,30,43,44,46,47]。

尽管这些发现充分表明氢气具有抗氧化、抗炎、抗纤维化等多方面肾脏保护作用，但仍需通过更多研究优化临床终点，明确氢气治疗价值的完整范围。如下文所述，解决作用机制特异性、扩大验证范围等未决问题也至关重要。

监管与实践考量

氢气疗法能否常规应用于临床，取决于监管指导、给药方案及成本效益：

- 目前尚无关于医院内氢气生成、储存和给药的统一标准，现有设备（如便携式氢气发生器、富氢透析液系统）的质量和可扩展性参差不齐；

- 重点工作包括：

  1. 生产标准：确保氢气纯度、浓度及剂量一致性；

  2. 监管审批：制定氢气吸入、口服或透析液给药的安全指南；

  3. 经济可行性：对比氢气疗法与标准疗法的成本效益；

  4. 长期安全性：监测罕见或延迟性不良事件。

解决这些问题是氢气疗法融入肾脏病临床实践的关键。进一步探索创新给药方式、数据管理和试验优化，是推进氢气肾脏疗法的重要下一步。

未来研究方向

氢气给药的新型技术方法（如纳米材料给药系统、固态产氢源）在实现氢气可控释放和靶向递送方面显示出潜力[8,9,57]，但这些新兴方法需在成本效益分析指导下，通过严格的人体试验验证。

区块链和人工智能技术可进一步优化试验设计、数据管理和实时监测，提高未来研究的透明度和效率[58-61]。考虑到儿童群体独特的药代动力学特征和治疗需求，还需重点关注儿科肾脏病领域的氢气应用。

尽管这些未来方向凸显了氢气疗法的巨大潜力，但仍需正视并解决当前存在的局限性，以推动其临床进展。

局限性

尽管氢气疗法前景良好，但其现有研究仍存在以下显著局限性：

1. 大部分证据来自临床前研究或小规模临床研究，且常缺乏标准化终点或严格随机化设计，导致结果外推性受限；

2. 缺乏统一的剂量方案和给药流程，使得研究结果难以横向对比，也阻碍了荟萃分析的开展；

3. 氢气疗法的长期安全性数据尚不充分，尤其是在儿童、免疫功能低下患者等脆弱人群中的安全性尚未明确；

4. 尽管氢气干预措施已接近临床应用，但要在肾脏病学领域广泛推广，仍需彻底解决监管框架、大规模生产标准和成本效益分析等相关问题。

结论

本范围综述结合定量文献计量分析和定性主题综合分析，系统梳理了氢气在肾脏病学领域的研究现状与发展历程。通过这种整合方法，研究不仅概述了氢气的治疗机制和应用场景，还全面呈现了该领域的发表趋势、地域分布和合作网络——这种整合分析在传统范围综述中相对少见，且揭示了该领域存在的关键差距（如研究工作分散、国际合作不足），而这些差距亟待解决以推动学科发展。

作用机制上，氢气展现出显著的治疗多效性，在AKI、慢性肾脏疾病、肾移植及特殊临床场景中均被证实具有保护作用。然而，该疗法在临床转化过程中仍面临重大挑战。关于最佳剂量方案、长期安全性，以及适合常规临床应用的个体化氢气给药技术等关键问题，目前仍未得到解答。

要克服这些障碍，需开展大规模随机对照试验、制定标准化研究设计，并在先进数据管理方案支持下探索创新氢气给药方式[58-61]。最终，只有建立协调统一、国际整合的研究框架，并结合靶向给药和临床试验管理领域的技术突破，才能充分实现氢气在肾脏病学中的治疗潜力。通过解决当前局限性、统一试验方案、深化安全性和疗效证据，氢气疗法有望发展成为肾脏病临床治疗中的成熟方案。