利用分子氢（H2）富集透析液进行血液透析可能通过影响能量代谢来改善透析相关性疲劳

　　

富氢透析液血液透析改善透析相关疲劳的研究解读

在现代医学领域，对于血液透析患者的治疗研究不断深入。来自日本圣路加国际医院肾脏中心等多个单位的研究人员，在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “Hemodialysis employing molecular hydrogen (H?)-enriched dialysis solution may improve dialysis related fatigue through impact on energy metabolism” 的论文。该研究聚焦于血液透析患者常出现的疲劳问题，探究了使用富氢透析液进行血液透析（E-HD）的效果，为血液透析治疗开辟了新的方向，对改善患者生活质量和预后具有重要意义。

研究背景

疲劳在透析患者中普遍存在，是影响患者生活质量和预后的关键因素。它不仅会干扰患者的日常活动，还与营养不良、虚弱等问题相关，是患者预后的独立预测指标，形成了一个由疲劳症状驱动的不良循环。临床上，透析相关疲劳的表现形式多样，有的在透析日出现，有的则持续存在，但目前对于其是否属于不同的病症尚未明确，且发病机制存在诸多不确定性。尿毒症、营养状况、贫血、透析系统相关问题（如生物相容性相关的氧化应激）等多种因素都可能参与其中，而血液透析系统的生物相容性问题至今仍未得到妥善解决。

分子氢（）具有清除线粒体中活性氧物种、激活广泛的抗炎和抗氧化系统等生物学效应。基于此，研究人员开发了电解水血液透析（E-HD）技术，向透析液中添加以改善生物相容性。前期研究虽已表明 E-HD 可减轻患者疲劳，但具体机制尚不明确。因此，本研究旨在对 E-HD 过程中的疲劳进行长期评估，并从机体代谢角度探究疲劳变化及其机制。

研究材料与方法

研究对象

本研究为前瞻性观察研究，参与者为 2020 年 10 月至 2021 年 9 月在日本圣路加国际医院门诊接受常规透析治疗的患者。这些患者均定期接受标准血液透析，每周 3 次，每次 4 - 5 小时，使用高性能膜透析器。研究开始时，所有门诊患者均开始接受 E-HD 治疗。最初邀请了 96 例患者参与研究，其中 92 例患者签署知情同意书。在 12 个月的随访期间，6 例患者因个人便利转至其他诊所，2 例患者因严重肺炎死亡，3 例患者因问卷应答不佳退出研究，最终 81 例患者完成研究。这 81 例患者中男性 60 例（74.1%），平均年龄 71.4 岁，平均透析时长 10.6 年。

疲劳评估

采用数字评分量表（NRS）和研究团队自制的疲劳量表对患者疲劳进行评估。NRS 评分范围为 0 - 10 分，0 代表 “完全不累”，10 代表 “极度疲惫”；自制疲劳量表分为 4 级，1 级表示无疲劳，2 级为轻度疲劳，3 级为中度疲劳，4 级为重度疲劳。在标准血液透析期间且 E-HD 开始前 2 周内（M0），患者首次评估疲劳情况，之后在 E-HD 开始后的第 1 个月（M1）、第 3 个月（M3）、第 6 个月（M6）和第 12 个月（M12）再次评估。

E-HD 系统

E-HD 溶液制备过程为：自来水先经活性炭过滤和软化处理，再通过直流电源在阴阳极板间电解。阳极侧水排出，阴极侧电解水收集后进入反渗透模块，调整电解强度使浓度达到目标值，最终制成含的透析液。该透析液除含有溶解的外，电解质水平和 pH 值与常规透析液相同，透析液中浓度在 70 - 130 ppb 范围内。

测量指标

在 M0 和研究期间的各测试点（M1、M3、M6、M12），采集患者透析前后的血液样本。对血浆样本进行多种检测，包括尿毒症毒素、羰基化合物、代谢组分析，同时检测血浆代谢物水平，使用气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）进行分析。此外，通过生物电阻抗分析评估患者身体成分（脂肪质量、骨骼肌质量、细胞外水、总体水），使用简易精神状态检查表（MMSE）评估认知功能。还检测了中性粒细胞胞外陷阱（NETosis）的标志物，即游离 DNA（cfDNA）和髓过氧化物酶与 DNA 复合物（MPO-DNA）水平。

数据分析

数据以均值 ± 标准差（SD）或百分比（%）表示，采用配对 t 检验、非参数 Wilcoxon 符号秩检验和卡方检验进行组间比较，使用重复测量方差分析和 Bonferroni 校正进行时间进程分析。代谢组学分析中，利用基于京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库构建的算法，进行代谢物集富集分析，以确定与疲劳相关的代谢途径变化。

研究结果

疲劳评估与患者分组

通过受试者工作特征（ROC）曲线分析确定，NRS 评分≥4 分代表存在明显疲劳，NRS 评分 = 0 或 1 分表示无疲劳。据此将患者分为 3 组：A 组（NRS 评分≥4 分，存在疲劳且日常生活活动能力下降，，30.9%），其中 A1 亚组为慢性持续性疲劳（HD 和非 HD 日 NRS 评分均≥4 分，），A2 亚组为仅在 HD 日出现疲劳（）；B 组（NRS 评分 = 2 或 3 分，存在疲劳但日常生活活动能力未下降，，29.6%）；C 组（NRS 评分 = 0 或 1 分，无疲劳，，39.5%）。

患者基线特征与疲劳水平变化

3 组患者在 HD 日 NRS 评分、非 HD 日 NRS 评分和年龄方面存在显著差异，其他基线特征如性别、透析时长、糖尿病患病率、心血管疾病病史、身体质量指数（BMI）等无显著差异。在 12 个月观察期内，A 组 HD 日 NRS 评分显著下降，非 HD 日 NRS 评分无统计学变化；B 组和 C 组在 HD 日和非 HD 日的 NRS 评分均无显著变化。A1 和 A2 亚组在 M12 时，HD 日和非 HD 日 NRS 评分较 M0 均显著下降，A2 亚组在 M12 时脂肪质量显著降低，骨骼肌质量显著增加。

代谢组分析与尿毒症毒素测量

从 A 组和 C 组中选取 35 例患者进行代谢组分析和尿毒症毒素测量。非靶向代谢组分析检测到 170 种个体代谢物，发现不同组间多种代谢物存在显著变化。富集分析显示，A 组和 C 组在基线时脂肪酸代谢、柠檬酸循环、糖酵解等代谢途径存在显著差异，E-HD 治疗 12 个月后这些差异有所减轻。在尿毒症毒素方面，基线时疲劳组和非疲劳组血清尿毒症毒素浓度无显著差异，E-HD 治疗 12 个月后，吲哚硫酸盐和甲基乙二醛水平显著下降。

研究结论与讨论

本研究表明，E-HD 能够有效改善透析相关疲劳。对于在标准血液透析期间出现疲劳且活动减少的患者，经过 12 个月的 E-HD 治疗，疲劳症状显著改善。其中，仅在透析日出现疲劳的患者，身体脂肪质量减少，骨骼肌质量增加。代谢组分析揭示，疲劳组和非疲劳组在基线时能量代谢存在显著差异，而 E-HD 可缓解这种差异。虽然两组在基线时尿毒症毒素谱无明显差异，但 E-HD 治疗后，吲哚硫酸盐和甲基乙二醛水平显著降低。

研究人员将 A 组患者进一步分为 A1 和 A2 亚组，发现两组在基础疲劳水平、基础骨骼肌质量以及身体成分变化方面存在差异，但两组在 M12 时 HD 日疲劳均显著减轻，A1 组非 HD 日疲劳也显著降低。这表明 E-HD 可能抑制了 HD 相关的疲劳病理因素，两组之间可能存在共同的病理机制，但仍需进一步研究验证。

透析患者疲劳的病理生理学机制尚不完全清楚。本研究通过 NRS 评分将 HD 患者分为 3 组，发现疲劳患者（A 组）年龄较大且女性居多，但在其他医学背景、身体成分和实验室数据方面无显著差异。代谢组分析结果显示，疲劳组和非疲劳组在基线时代谢谱存在显著差异，疲劳组脂肪酸代谢和糖酵解相对增强，柠檬酸循环存在异常，提示能量代谢紊乱可能与透析相关疲劳有关。

E-HD 治疗后，研究推测其可能通过干扰糖酵解、脂肪酸代谢和柠檬酸循环来改善疲劳症状。在柠檬酸循环中，琥珀酰辅酶 A 和 α - 酮戊二酸的生成不足可能与机制有关，而 E-HD 可能通过改善丙酸代谢等途径恢复柠檬酸循环功能。此外，E-HD 还可能促进谷胱甘肽合成，提高抗氧化能力，减少氧化应激，改善患者的能量代谢和营养状况，使患者从分解代谢状态转变为合成代谢状态。

在营养因素方面，研究发现 E-HD 治疗后，疲劳相关因素发生变化，如牛磺酸和支链氨基酸代谢等。HD 患者血浆支链氨基酸水平低于健康人，且与疲劳程度相关，而牛磺酸具有抗氧化作用，其水平与 HD 患者疲劳程度呈负相关。因此，对于疲劳患者给予营养支持，如补充牛磺酸，是否有益仍需进一步临床验证。

本研究存在一定局限性，如单臂观察性设计、代谢组分析结果为推测性且非直接数据、无法排除外部因素和患者内部标准变化对疲劳评估的影响，以及由于病例数有限，无法详细评估 A1 和 A2 亚组之间的差异。尽管如此，本研究仍表明 E-HD 可能通过影响能量代谢和潜在的抗氧化代谢来缓解疲劳。未来研究需进一步明确 E-HD 影响这些代谢系统的精确机制，探究电解水中的是否通过激活 Nrf2 改善线粒体功能和增强整体抗氧化系统，这对于优化血液透析治疗方案、提高患者生活质量具有重要意义。

综上所述，该研究为血液透析患者疲劳问题的解决提供了新的思路和方向，E-HD 有望成为一种超越传统基于溶质清除的尿毒症治疗新范式，为后续相关研究和临床实践奠定了基础。