臭氧（O3）疗法防治新型冠状病毒肺炎的可行性探讨

乔姝 高娃 王露

摘要：  新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情正在大流行并蔓延全球，人类健康正遭受巨大威胁，目前尚无治疗的特效药物。临床上，冠状病毒（SARS-CoV-2）感染可引起间质性病毒性肺炎和严重的“细胞因子风暴综合征”，其特征是激活白细胞介素6 （IL-6）引起严重的、致命的、不能有效控制的全身炎症反应，进而发展为内皮炎和全身性血栓，并导致器官衰竭和死亡。高危因素有高龄和慢性病如高血压、糖尿病以及心血管疾病等。对此我国主要是采用中西医联合对症治疗，疗效显著，并对健康人群疫苗接种进行有效预防;但对臭氧（O3）治疗的案例报道极少。本文通过查阅大部分外文文献，对臭氧（O3）对组织细胞的保护机制以及目前在COVID-19并发症治疗方面的研究现状做一综述，为防治新冠肺炎提供重要参考。

关键词：臭氧（O3）疗法;新型冠状病毒肺炎;可行性;探讨

【中图分类号】R563 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2021）15--03

Abstract：The COVID-19 pandemic is spreading around the world， posing a huge threat to human health with no specific drug to treat it. Clinically， novel coronavirus infection （SARS-COV-2） causes severe primary interstitial virulent pneumonia and ‘cytokine storm syndrome’， characterized by interleukin-6 （IL-6） activation triggering a severe and fatal uncontrolled systemic inflammatory response that progresses to endodermatitis and systemic thrombosis， leading to organ failure and death. Comorbidities such as advanced age， hypertension， diabetes and cardiovascular disease are high-risk factors. In this regard， China mainly uses the combination of traditional Chinese and western medicine for symptomatic treatment， with remarkable curative effect and effective prevention of healthy population vaccination; However， few cases of ozone （O3） therapy have been reported. This article reviews the mechanism of ozone （O3） protective effect in different tissues and current research status in the treatment of COVID-19 complications by reviewing most foreign literature， providing important reference for the prevention and treatment of COVID-19.

Keywords：Ozone （O3） therapy; COVID-19;Feasibility;Explore

一、COVID-19背景

COVID-19是冠状病毒2（SARS-CoV-2）导致的严重急性呼吸综合征;与SARS-CoV-2紧密相关的是两种蝙蝠衍生的冠状病毒，特别是与2002-2003年SARS流行病有关的SARS-CoV菌株类似[1]。表明具有较强的传染性和快速进展性。SARS-CoV-2除了主要的呼吸道途径传播，但SARS-CoV-2也在感染者的肠道、肾脏和汗腺中被找到，因此通过粪便、尿液和汗液排泄传播成为可能[2]。据估计，感染的平均潜伏期为6.4天，基本繁殖频率为（2.24-3.58天）[3]。 在COVID-19患者中，發热、咳嗽、咽痛是最常见的症状，重症可继续发展为呼吸窘迫，很少出现肾衰竭，提示以发热为主，但不是感染的主要症状，还有少数感染者出现头痛、咯血、腹泻，甚至存在无症状感染[4]，还会出现一些较不常见易被忽视的症状，如感觉虚弱和疲劳、肌痛、寒战、呕吐和恶心[5]。说明SARS-CoV-2并不仅仅局限于呼吸道。还有中枢神经系统可能症状如头痛、运动迟缓、共济失调、癫痫、味觉或嗅觉减退、神经痛等周围神经系统和骨骼肌系统也可能受到[6]的影响。此外，已被报道与SARS-CoV-2感染有关的病例还有脑炎、坏死性出血性脑病、中风、癫痫，也有格林巴利综合征和横纹肌溶解等[7]。因此，SARS-CoV-2的神经侵袭倾向已经在SARS和MERS研究[8]中被证明。心血管疾病似乎是covid-19病例死亡风险的因素，特别是在高血压和糖尿病患者中，这些并发症的风险更高，如心肌梗死、心力衰竭、心肌炎、心律失常等不良结局[9]。实验室检查结果显示，大多数患者出现淋巴细胞减少、C-反应蛋白和红细胞沉降率升高，氧合指数降低。此外，肝功能、肾功能和D-二聚体水平也升高（25.9%）。只有少数患者有白细胞增多和降钙素原[8]升高。 SARS-CoV-2感染早期在胸部计算机断层扫描（CT）图像最常见的表现为双肺受累与磨玻璃样混浊改变，影像学CT图像的表现也是观察疾病进展的主要技术手段[10]。

二、COVID-19发病机制论述

SARS-CoV-2感染引起肺炎和肺间质性改变，其中氧自由基代谢紊乱是影响发病机制最重要因素[11]。正常情况下，活性氧（reactive oxygen species， ROS）体内维持着氧化—抗氧化的平衡。有研究显示[10]，持续、可控、适当的氧化应激能够正反馈抗氧化还原系统，使机体产生氧化应激适应性，抗氧化酶上调，减少 TNF-α、IL-6、IL-1β 等重要促炎细胞因子释放，抑制炎症反应失控而导致的“细胞因子风暴”，降低机体损伤程度。而医用臭氧（O3）可使机体抗氧化酶的含量增加，增强机体抗氧化能力，更加有效的清除氧自由基[12]减少炎症介质的释放，通过破坏细菌结构发挥其抗炎抗感染作用[13]，这也间接说明医用臭氧（O3）要比一般的抗氧化剂更适合纤维化性间质性肺炎的治疗，从理论上可以认为医用臭氧（O3）能针对过度炎症诱导的氧化应激进行调节，可能减轻 COVID-19 患者的多器官损伤，机制可能是通过结合血管紧张素转换酶2 （ACE2）受体调控NF-κB/Nrf2通路和IL-6和IL-1β细胞因子等实现。

三、臭氧（O3）作用机制

臭氧（O3）是氧原子异构体，其氧化性仅次于氟和过硫酸盐，高于O2[14]。 臭氧（O3）在临床常规使用浓度范围为10-60µg/mL，在一定百分比的基础上，O3（0.5-0.05%）和O2（95-99.5%）混合[15]。 O2/O3对人体生理的主要作用机制符合氧化预处理[16]的概念。 这一概念已经在蛋白质组学和基因组水平、体外研究和临床试验[17]中得到了证明。 通过O2/O3可以调节内源性抗氧化系统，并有助于控制不同的病理机制[18]。在Keap1/Nrf2/ARE通路上调节O2/O3，参与了减少IL-6和IL-1β的作用机制。 这意味着在O2/O3治疗过程中观察到的细胞保护作用可能会影响由SARS-CoV-2引起的临床症状。 病毒引起的细胞毒性与氧化应激和促炎细胞因子的调节有关。O2/O3主要是通过调节NF-κB/Nrf2通路和IL-6和IL-1β细胞因子，在不同组织中发挥细胞保护作用[19]。

四、臭氧（O3）对SARS-COV-2管理的特性

根据臭氧对靶器官和功能修饰的影响，总结臭氧（O3）对SARS-COV-2治疗有效的四种特性：

特性1 多种病毒可被臭氧（O3）直接灭活[20]。机制是臭氧（O3）能够氧化病毒膜上的糖蛋白，转化还原形式（R-S-H）为氧化形式（R-S-S-R）。病毒通常需要复制的形式进入细胞并感染它们。Mirazmi观察到，巨细胞病毒（CMV）的巯基（R-S-H）如果被氧化（R-S-S-R-），就会失去传染性。在冠状病毒和埃博拉病毒膜上的S蛋白中有富含半胱氨酸和色氨酸的区域。Rowen和Eren假设臭氧（O3）会直接氧化半胱氨酸和色氨酸的“硫醇”（R-S-H）基团为R-S-S-H形式，使其失活并直接阻断细胞融合。如果臭氧（O3）没有直接到达，其信使ROS或LOPs（过氧化氢、超氧化物、一氧化氮等），仍然保持其氧化能力，使病毒失活。如果氧化过程中的臭氧破坏了衣壳，那么病毒的复制周期就会发生改变，即臭氧在早期感染的初始阶段具有治疗效果。

特性2  臭氧作为第二信使（H2O2），通过NFAT （nuclear factor activated T cells）信号通路和AP-1 （activated protein-1）信号通路刺激细胞和体液免疫[21]。 这些途径的转录因子至关重要，可诱导基因表达释放炎性细胞因子IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-γ， 臭氧（O3）可招募具有吞噬作用的中性粒细胞，淋巴细胞和巨噬细胞，杀死局部病原体将感染限制。

特性3  治疗剂量下的臭氧调节红系核因子2型（Nrf2），NF-Кβ诱导抗氧化环境的再平衡[22]。Nrf2是一种关键的转录剂，它控制着与细胞稳态相关的各个方面，以应对有毒氧化剂。尤其是影响Nrf2介导II期抗氧化酶的转录（产生过氧化氢酶、谷胱甘肽、过氧化物酶和超氧化物歧化酶），也就是酶负责消除活性氧。在急性炎症过程中，为了增加反应的幅度，NF-kB促进线粒体NADPH氧化酶活性的增加，这是内源性超氧阴离子自由基的主要来源。现在很清楚，两种转录因子（NF-kB和Nrf2）的基因激活在细胞和组织水平上存在很强协调性，主要解決炎症。NF-kB和Nrf2通路之间的失衡与大量疾病相关，正如covid-19并发症[23]一样。Fernández-Cuadros指出，臭氧能够阻断NF-Кβ通路，减少IL-1、IL-6、TNF-α等促炎细胞因子释放，并增强抗炎细胞因子IL-4和IL-10释放[24]。此外，在最近的一项研究中，Fernández-Cuadros观察到臭氧能够调节炎症，减少炎症标志物，如CRP（c反应蛋白）和ESR（红细胞沉降率）[25]。由于这些特征，我们认为臭氧可以调节炎症，并在超炎症阶段发挥治疗作用，作用于“细胞因子风暴”

特性4 臭氧在缺氧状态下可以改善肺和所有器官的循环和灌注[26]。臭氧可改善氧的代谢。臭氧化的红细胞糖酵解会随着ATP和2，3-DPG水平的增加而得到改善，动脉PaO2增加，静脉PaO2降低，氧合血红蛋白解离曲线向右移动，改善缺血组织的氧供应。臭氧的持续应用刺激骨髓，诱导其产生网织红细胞;2，3-DPG含量增加，葡萄糖6-磷酸脱氢酶（G6PD）升高，可导致组织和器官恢复低氧血症。SARS-CoV-2感染患者可能患有轻度非特异性肝炎、肺纤维化和肾功能衰竭[27]。臭氧治疗稳定肝代谢，使血浆纤维蛋白原和凝血酶原水平趋于正常，提示肝蛋白的合成得到改善。对防止对心脏、肝、肺、肾组织的氧化损伤的保护作用[28]。基于此，我们认为臭氧在高炎症和多器官衰竭的阶段将是有用的。

五、臭氧（O3）使用方式

臭氧（O3）可以通過不同的治疗途径，包括自体血液治疗、饱和盐水溶液、直肠和阴道充气法。目前有临床试验[29]，试图评估自体血液治疗对SARS-CoV-2的有效性。臭氧自体血液疗法（ ozonated autohemotherapy，O3- AHT）是《三氧疗法马德里宣言》[30]推荐的全身应用方式之一。最早由德国Wolff教授定义，是将一定浓度医用氧气和三氧混合气体与自体血等容量混匀，再回输到体内的一种疗法。从 21 世纪初开始在我国逐渐开展[31]。

直肠充气法是一种全身应用臭氧（O3）的技术，与主要的自体血回输治疗途径（100%输送臭氧）相比，可提供95-96%的臭氧，但比静脉氧吸收、静脉氧合和再灌注方面风险和技术难度小。根据国际臭氧治疗马德里宣言，每次治疗体积在100ml到300ml的直肠臭氧浓度为25μg/ml，浓度每3天增加一次，直到达到最大浓度35-39μg/ml，预计疗程为10日[30]。

六、臭氧（O3）治疗COVID-19的临床研究：

1.Rowen用直肠臭氧充气技术应用于5例埃博拉患者（死亡率为60%），报告的成功率为100%。Rowen指出，这一经验可以扩展到SARS-Cov-2[32]的管理。

2.在意大利乌迪内大学医院进行了一项病例-对照研究，涉及确诊为COVID-19并伴有轻至中度肺炎的住院成年患者，使用臭氧（O3）自体血疗法，有明显的临床改善，可辅助治疗SARS-CoV-2引起的轻中度肺炎[33]。

3.另有研究[34]， 臭氧（O3）可通过直接（O3）或间接氧化（ROS和LOPs）灭活病毒，并可刺激细胞和体液免疫系统，在COVID-19感染早期（1期和2a期）有用。臭氧改善了气体交换，减少了炎症，并调节了抗氧化系统，因此它在高炎症或“细胞因子风暴”阶段，以及低氧血症和/或多器官衰竭阶段（2b阶段和3阶段）中是有用的。建议使用臭氧（O3）治疗来对抗COVID-19对肺组织的破坏性影响，特别是在疾病早期使用，预防急性呼吸窘迫综合征的发生[35]。

综上所述

迄今为止，对新的SARSCoV-2大流行还没有明确的治疗方法。目前正在进行许多国际研究试验，寻求有效治疗SARS-CoV-2感染。其中，臭氧自体血液疗法被他们认为是主要的替代疗法。鉴于臭氧（O3）在埃博拉病毒治疗中观察到的良好结果，可以推介到SARS-CoV-2中使用。

臭氧（O3）具有四种已被证明的生物学特性，在SARS-CoV-2感染病程的不同阶段可以作为一种替代治疗方法使用。 臭氧（O3）可以通过直接（o3）或间接氧化（ROS和LOPs）使病毒失活，并可以刺激细胞和体液免疫系统，在SARS-CoV-2感染早期干预可以显著缓解体征和症状，缩短病程，防止患者进入严重期，并降低病死率。臭氧改善气体交换，减少炎症，并调节抗氧化系统，因此它在高炎症或细胞因子风暴期、低氧血症和/或多器官衰竭期将是有用的。鉴于目前的大流行，迫切需要用大量的临床试验来验证其是否为SARS-Cov-2感染的替代或辅助治疗方法，为临床患者和科研工作者提供帮助.

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资助类别：内蒙古科技大学包头医学院新冠病毒防治科研攻关项目

项目编号：YJJ-XG（ZC）202026

乔姝，女， 出生于1969.6籍贯：内蒙古包头市，学历：本科，职称：主任技师，工作单位：内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院