臭氧在肿瘤基础与临床研究中历史与现状与设想课件

内容提要内容提要臭氧概述臭氧概述1臭氧的主要临床应用范围臭氧的主要临床应用范围2臭氧在肿瘤基础与临床研究的历史及现状臭氧在肿瘤基础与临床研究的历史及现状3关于臭氧研究的设想关于臭氧研究的设想4内容提要臭氧概述1臭氧的主要临床应用范围2臭氧在肿瘤基础与临1一、臭氧概述一、臭氧概述v臭氧（ozone）一词来自古希腊，意为“嗅”。其分子结构具有等腰三角形结构，三个氧原子分别位于三角形的三个顶点，顶角为116.79度。因此，臭氧极易分解，很因此，臭氧极易分解，很不稳定。不稳定。臭氧分子结构示意图 臭氧分子电子结构式一、臭氧概述臭氧（ozone）一词来自古希腊，意为“嗅”。其2物理性质物理性质沸点：沸点：-111.9 C水中溶解度：水中溶解度：49.4 ml/100ml物理性质沸点：-111.9 C水中溶解度：49.4 ml/3物理性质物理性质半衰期：半衰期：30-60min 常见臭氧浓度常见臭氧浓度物理性质半衰期：30-60min 常见臭氧浓度在常温常压下，4化学性质化学性质123 臭氧的氧化能臭氧的氧化能力极强，其氧力极强，其氧化还原电位仅化还原电位仅次于次于F F2 2，能与，能与很多有机物和很多有机物和无机物发生氧无机物发生氧化反应，在其化反应，在其应用中主要利应用中主要利用这一特性。用这一特性。能破坏分解细菌的细能破坏分解细菌的细胞壁，扩散透进细胞胞壁，扩散透进细胞内，氧化分解细菌内内，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶等，的葡萄糖氧化酶等，也可以直接与细菌、也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏病毒发生作用，破坏大分子聚合物，使细大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。遭到破坏。臭氧属于有害臭氧属于有害气体，当浓度气体，当浓度为为3.12510-3.12510-4 41.2510-1.2510-3 mol/L(15-3 mol/L(15-60 mg/m3)60 mg/m3)时时,则对人体有危则对人体有危害。害。化学性质123 臭氧的氧化能力极强，其氧化还原电位仅次于F25二、臭氧的主要临床应用二、臭氧的主要临床应用非特异辅助治疗：非特异辅助治疗：祛除疲劳恢复祛除疲劳恢复体力、体力、肿瘤辅助治疗肿瘤辅助治疗血管性疾病：血管性疾病：动脉阻塞性疾病、动脉阻塞性疾病、外周血管与脑血管性疾病外周血管与脑血管性疾病炎症性疾病：炎症性疾病：椎间盘突出症、风湿性椎间盘突出症、风湿性关节炎、阴道炎、外阴炎、宫颈炎、关节炎、阴道炎、外阴炎、宫颈炎、皮肤溃疡和损伤、手术创伤、烧伤、皮肤溃疡和损伤、手术创伤、烧伤、口腔黏膜炎症或溃疡、病毒性肝炎、口腔黏膜炎症或溃疡、病毒性肝炎、单纯疱疹、带状疱疹、化膜性腹膜炎、单纯疱疹、带状疱疹、化膜性腹膜炎、Crohus病、放射损伤等。病、放射损伤等。ozone二、臭氧的主要临床应用非特异辅助治疗：祛除疲劳恢复体力、肿瘤6臭氧治疗主要方法臭氧治疗主要方法治疗方法治疗方法自体血回输臭氧水疗法静脉输注腔内灌注臭氧治疗主要方法治疗方法自体血回输臭氧水疗法静脉输注腔内灌注7三、臭氧在肿瘤治疗中的作用三、臭氧在肿瘤治疗中的作用臭氧有抗肿瘤作用？臭氧有抗肿瘤作用？臭氧在抗肿瘤作用机制？臭氧在抗肿瘤作用机制？三、臭氧在肿瘤治疗中的作用臭氧有抗肿瘤作用？8臭氧抗肿瘤治疗理论基础臭氧抗肿瘤治疗理论基础臭氧用于抗肿瘤治疗研究已有臭氧用于抗肿瘤治疗研究已有20多年历史，最早是多年历史，最早是基于以下几个理论的提出：基于以下几个理论的提出：1 1、19661966年德国诺贝尔奖获得者年德国诺贝尔奖获得者warburgwarburg提提出了癌症的发展是细胞水平的缺氧所致出了癌症的发展是细胞水平的缺氧所致2 2、同年另两位学者、同年另两位学者wastonwaston和和criccric提出了癌提出了癌症是由病毒引起的理论症是由病毒引起的理论3 3、19741974年德国人年德国人varrovarro发现癌细胞对过氧化发现癌细胞对过氧化氢敏感，认为臭氧及过氧化氢使癌细胞代谢氢敏感，认为臭氧及过氧化氢使癌细胞代谢降低，抑制肿瘤细胞生长降低，抑制肿瘤细胞生长臭氧抗肿瘤治疗理论基础臭氧用于抗肿瘤治疗研究已有20多年历史9臭氧抗肿瘤治疗研究进展臭氧抗肿瘤治疗研究进展 1 1、19801980年年sciencescience上发表了一篇名为上发表了一篇名为Ozone Ozone Selectively Inhibits Growth of Human Cancer Cells Selectively Inhibits Growth of Human Cancer Cells，第一次用科学实验证实了第一次用科学实验证实了ozoneozone对肿瘤细胞的生长抑制作用，对肿瘤细胞的生长抑制作用，研究者发现研究者发现0.30.3、0.5ppm0.5ppm的臭氧浓度对肺癌、乳癌、宫颈癌等的臭氧浓度对肺癌、乳癌、宫颈癌等癌细胞生长抑制率达癌细胞生长抑制率达40%40%和和60%60%，0.8 ppm0.8 ppm的臭氧浓度癌细胞生的臭氧浓度癌细胞生长抑制率达长抑制率达90%90%以上，而对正常细胞的抑制率小于以上，而对正常细胞的抑制率小于50%50%。2 2、19911991年年Lymphokine and Cytokine ResearchLymphokine and Cytokine Research上上Luana Luana Paulesu Paulesu 等人提出，臭氧处理提高了血液中等人提出，臭氧处理提高了血液中TNFTNF及血液单核细及血液单核细胞胞(PBMC)(PBMC)的水平。的水平。此后，欧洲开始将臭氧用于抗肿瘤治疗。此后，欧洲开始将臭氧用于抗肿瘤治疗。臭氧抗肿瘤治疗研究进展 1、10臭氧抗肿瘤治疗研究进展臭氧抗肿瘤治疗研究进展v由于臭氧氧化性强，其进入体液或血液后反应生成过氧化氢，由于臭氧氧化性强，其进入体液或血液后反应生成过氧化氢，研究表明，过氧化氢可作为细胞毒性因子杀死癌细胞，亦可研究表明，过氧化氢可作为细胞毒性因子杀死癌细胞，亦可通过调节机体免疫体系发挥抗肿瘤作用。研究还发现，正常通过调节机体免疫体系发挥抗肿瘤作用。研究还发现，正常细胞过氧化物酶功能正常而避免过氧化氢损害，而肿瘤细胞细胞过氧化物酶功能正常而避免过氧化氢损害，而肿瘤细胞产生过氧化物酶活性降低，对过氧化氢敏感。这是目前支持产生过氧化物酶活性降低，对过氧化氢敏感。这是目前支持臭氧具抗肿瘤活性的理论依据之一。臭氧具抗肿瘤活性的理论依据之一。v考虑到臭氧不稳定，易分解，学者对臭氧是否能增加肿瘤组考虑到臭氧不稳定，易分解，学者对臭氧是否能增加肿瘤组织氧合水平提出质疑。织氧合水平提出质疑。ClavoClavo等研究发现，对于基础氧分压较等研究发现，对于基础氧分压较低的肿瘤组织，臭氧处理的自体血回输疗法能增高肿瘤的氧低的肿瘤组织，臭氧处理的自体血回输疗法能增高肿瘤的氧合水平，这提示在肿瘤组织氧分压低的患者中，臭氧提高了合水平，这提示在肿瘤组织氧分压低的患者中，臭氧提高了乏氧细胞再氧合，可能起到放、化疗增敏的作用。乏氧细胞再氧合，可能起到放、化疗增敏的作用。臭氧抗肿瘤治疗研究进展由于臭氧氧化性强，其进入体液或血液后反11臭氧抗肿瘤治疗研究进展臭氧抗肿瘤治疗研究进展v此外，国外很多研究者在对肿瘤病人进行臭氧自体血回输疗此外，国外很多研究者在对肿瘤病人进行臭氧自体血回输疗法时发现，患者症状改善的同时伴随血中法时发现，患者症状改善的同时伴随血中IFN-aIFN-a水平升高。而水平升高。而在对患者血进行体外臭氧处理后发现，血液的抗氧化活性增在对患者血进行体外臭氧处理后发现，血液的抗氧化活性增高，高，IL-8IL-8、IL-2IL-2水平也升高。在肿瘤动物模型研究中，水平也升高。在肿瘤动物模型研究中，SchulzSchulz等发现，腹腔内灌注臭氧可抑制小鼠头颈部鳞癌的生等发现，腹腔内灌注臭氧可抑制小鼠头颈部鳞癌的生长，而且这种效应可被地塞米松或环孢素长，而且这种效应可被地塞米松或环孢素A A等免疫抑制剂所阻等免疫抑制剂所阻断。因此，有学者认为断。因此，有学者认为臭氧也可能通过改变血液或体液中的臭氧也可能通过改变血液或体液中的细胞因子水平，通过增强白细胞的吞噬活性、提高免疫球蛋细胞因子水平，通过增强白细胞的吞噬活性、提高免疫球蛋白水平、诱导细胞因子的产生而发挥抗肿瘤作用。白水平、诱导细胞因子的产生而发挥抗肿瘤作用。臭氧抗肿瘤治疗研究进展此外，国外很多研究者在对肿瘤病人进行臭12臭氧抗肿瘤治疗研究进展臭氧抗肿瘤治疗研究进展v总的来说，目前臭氧的抗肿瘤机制主要涉及三方面的机制：总的来说，目前臭氧的抗肿瘤机制主要涉及三方面的机制：1 1、臭氧通过促进体内免疫激活的细胞因子的释放激活机体免疫臭氧通过促进体内免疫激活的细胞因子的释放激活机体免疫体系而发挥抗肿瘤作用，这跟臭氧抗炎作用机制相似；体系而发挥抗肿瘤作用，这跟臭氧抗炎作用机制相似；2 2、产、产生过氧化物，对肿瘤细胞产生氧化应激，直接杀伤肿瘤细胞；生过氧化物，对肿瘤细胞产生氧化应激，直接杀伤肿瘤细胞；3 3、臭氧促进肿瘤细胞再氧合。、臭氧促进肿瘤细胞再氧合。v虽然臭氧抗肿瘤治疗价值突出，但由于臭氧抗肿瘤治疗主要虽然臭氧抗肿瘤治疗价值突出，但由于臭氧抗肿瘤治疗主要基于较早期的理论基础，臭氧抗肿瘤治疗缺乏可靠的理论基基于较早期的理论基础，臭氧抗肿瘤治疗缺乏可靠的理论基础、足够的临床证据和实验数据，臭氧抗肿瘤治疗仍未被很础、足够的临床证据和实验数据，臭氧抗肿瘤治疗仍未被很多肿瘤学家接受。多肿瘤学家接受。臭氧抗肿瘤治疗研究进展总的来说，目前臭氧的抗肿瘤机制主要涉及13臭氧抗肿瘤治疗研究进展臭氧抗肿瘤治疗研究进展vBocci VBocci V等人对等人对5858例病人进行臭氧自体血回输疗法，发例病人进行臭氧自体血回输疗法，发现患者症状及生活质量明显提高，但是肿瘤转移情况无现患者症状及生活质量明显提高，但是肿瘤转移情况无明显改善。因此，很多肿瘤学家对臭氧治疗肿瘤提出质明显改善。因此，很多肿瘤学家对臭氧治疗肿瘤提出质疑。还有学者对疑。还有学者对schulzschulz等人的结果提出了质疑，认为他等人的结果提出了质疑，认为他们动物成瘤时间只有们动物成瘤时间只有2 2周，未能排除肿瘤抑制可能是来周，未能排除肿瘤抑制可能是来自机体迟发的免疫排斥反应所致。自机体迟发的免疫排斥反应所致。v因此，臭氧是否具抗肿瘤作用仍存在较大争议。因此，臭氧是否具抗肿瘤作用仍存在较大争议。臭氧抗肿瘤治疗研究进展Bocci V等人对58例病人进行臭氧14臭氧在抗肿瘤治疗中的应用臭氧在抗肿瘤治疗中的应用v目前臭氧主要用于治疗放、化疗所产生的副反应。目前臭氧主要用于治疗放、化疗所产生的副反应。ClavoClavo等人等人用用202025 g/mL25 g/mL的臭氧水膀胱内灌注治疗放疗引起的膀胱出血，的臭氧水膀胱内灌注治疗放疗引起的膀胱出血，效果明显。效果明显。VuralVural等则发现臭氧预处理可减少甲胺碟呤对小鼠等则发现臭氧预处理可减少甲胺碟呤对小鼠的胃肠损伤，这可能是通过提高组织抗氧化物酶的活性而减的胃肠损伤，这可能是通过提高组织抗氧化物酶的活性而减少甲胺碟呤对肠道的氧化应激。也有学者将臭氧用于处理放少甲胺碟呤对肠道的氧化应激。也有学者将臭氧用于处理放射性皮炎治疗，但未发现有统计学意义的结果。射性皮炎治疗，但未发现有统计学意义的结果。臭氧在抗肿瘤治疗中的应用目前臭氧主要用于治疗放、化疗所产生的15四、关于臭氧研究四、关于臭氧研究v目前关于臭氧抗肿瘤作用的研究中常用的几个处理目前关于臭氧抗肿瘤作用的研究中常用的几个处理方法：方法：1 1、臭氧体外对患者血液处理，检测血中各种细胞因子、臭氧体外对患者血液处理，检测血中各种细胞因子的水平的变化几肿瘤相关指标变化，该方法主要用于临的水平的变化几肿瘤相关指标变化，该方法主要用于临床病人处理，尚未发现动物模型中该方法的研究。床病人处理，尚未发现动物模型中该方法的研究。2 2、腹腔灌注一定浓度的臭氧气体。、腹腔灌注一定浓度的臭氧气体。3 3、将细胞暴露于一定臭氧浓度气体中。、将细胞暴露于一定臭氧浓度气体中。目前临床上具有治疗价值的是臭氧化血液回输。目前临床上具有治疗价值的是臭氧化血液回输。四、关于臭氧研究目前关于臭氧抗肿瘤作用的研究中常用的几个处理16臭氧研究方法选择臭氧研究方法选择v由于臭氧的特殊特性，导致臭氧作用机制的多面性，由于臭氧的特殊特性，导致臭氧作用机制的多面性，不同处理方法将可能引起细胞或生物体发生不同的不同处理方法将可能引起细胞或生物体发生不同的病理生理变化。病理生理变化。v臭氧化血液回输是目前临床治疗的主要方法，其作臭氧化血液回输是目前临床治疗的主要方法，其作用机制不同于其他处理方法，但该方法尚无用于动用机制不同于其他处理方法，但该方法尚无用于动物实验的报道，这限制了对臭氧在体内作用机制的物实验的报道，这限制了对臭氧在体内作用机制的研究，而且由于该方法是否具有抗肿瘤作用仍不清研究，而且由于该方法是否具有抗肿瘤作用仍不清楚，难以进行临床病例研究，无法获得可靠临床证楚，难以进行临床病例研究，无法获得可靠临床证据。据。臭氧研究方法选择由于臭氧的特殊特性，导致臭氧作用机制的多面性17臭氧研究方法选择臭氧研究方法选择v目前作为实验室研究，常用的实验方法是臭氧暴露，目前作为实验室研究，常用的实验方法是臭氧暴露，但是臭氧体内作用方式复杂，具有强氧化性、供氧但是臭氧体内作用方式复杂，具有强氧化性、供氧性以及免疫调节作用，性以及免疫调节作用，因此这种研究方法并不能很因此这种研究方法并不能很好的反映臭氧体内的作用机制。好的反映臭氧体内的作用机制。v因此，尽管已有学者体外实验证实，臭氧对肿瘤细因此，尽管已有学者体外实验证实，臭氧对肿瘤细胞具有生长抑制作用，但是仍需要进一步体内实验胞具有生长抑制作用，但是仍需要进一步体内实验证实。证实。臭氧研究方法选择目前作为实验室研究，常用的实验方法是臭氧暴露18臭氧研究的设想臭氧研究的设想1 1、体外研究，明确臭氧体外抗肿瘤作用的机制，最近有研、体外研究，明确臭氧体外抗肿瘤作用的机制，最近有研究报道臭氧暴露可引起肺泡细胞发生凋亡，可研究肿瘤细胞究报道臭氧暴露可引起肺泡细胞发生凋亡，可研究肿瘤细胞体外暴露后活力改变的情况，肿瘤细胞凋亡、坏死或自噬水体外暴露后活力改变的情况，肿瘤细胞凋亡、坏死或自噬水平，以及细胞平，以及细胞NF-kbNF-kb中信号通路的改变。中信号通路的改变。2 2、临床研究，由于目前臭氧治疗在肿瘤治疗中仍不肯定，、临床研究，由于目前臭氧治疗在肿瘤治疗中仍不肯定，临床实验尚未被患者及肿瘤学家接受，难以获得临床研究资临床实验尚未被患者及肿瘤学家接受，难以获得临床研究资料。料。3 3、动物实验，我们可在动物模型进行腹腔臭氧灌注，或者、动物实验，我们可在动物模型进行腹腔臭氧灌注，或者探索在动物模型进行臭氧化血液回输的动物实验方法，甚至探索在动物模型进行臭氧化血液回输的动物实验方法，甚至在肿瘤局部进行臭氧注射。在肿瘤局部进行臭氧注射。臭氧研究的设想1、体外研究，明确臭氧体外抗肿瘤作用的机制，最19臭氧实验方法臭氧实验方法体外臭氧暴露实验用于细胞培养的臭氧暴露的自动化电脑系统臭氧实验方法体外臭氧暴露实验用于细胞培养的臭氧暴露的自动化电20臭氧实验方法臭氧实验方法体外臭氧暴露实验用于细胞培养的臭氧暴露的自动化电脑系统示意图臭氧实验方法体外臭氧暴露实验用于细胞培养的臭氧暴露的自动化电21臭氧实验方法臭氧实验方法体外臭氧暴露实验 Ozone selectively inhibits growth of human Ozone selectively inhibits growth of human cancer cells cancer cells 一文报道了臭氧在一文报道了臭氧在300-500ppb300-500ppb的浓度下的浓度下对肿瘤细胞的生长抑制率达对肿瘤细胞的生长抑制率达40-60%40-60%，而，而800ppb800ppb的浓度对的浓度对肿瘤细胞的抑制率则达到肿瘤细胞的抑制率则达到90%90%。在。在 Beata KosmiderBeata Kosmider等人等人对肺泡表面细胞的研究中使用的臭氧浓度梯度为对肺泡表面细胞的研究中使用的臭氧浓度梯度为100ppb100ppb、200ppb200ppb、400ppb400ppb，目前文献报道的臭氧浓度一般为，目前文献报道的臭氧浓度一般为100-100-800ppb800ppb。臭氧实验方法体外臭氧暴露实验 Ozone select22臭氧实验方法臭氧实验方法动物实验臭氧处理动物实验臭氧处理1 1、将实验动物暴露在、将实验动物暴露在2ppm2ppm（1ppm1ppm2.144mg/m3 2.144mg/m3）的臭氧环境）的臭氧环境中，使用与细胞培养相同的臭氧控制系统；中，使用与细胞培养相同的臭氧控制系统；2 2、在实验动物的腹腔中持续灌注含臭氧气体，、在实验动物的腹腔中持续灌注含臭氧气体，Treatment with Treatment with ozone/oxygen-pneumoperitoneum results inozone/oxygen-pneumoperitoneum results in complete remission ofcomplete remission of rabbit squamous cell carcinomasrabbit squamous cell carcinomas中，实验者用的浓度是中，实验者用的浓度是50 50 ug/ml(ug/ml(即即2.5%O2.5%O3 3，97.5%O97.5%O2 2)，按，按80ml/kg.d80ml/kg.d用量，连用用量，连用5 5天，天，需要用到臭氧发生器以及腹压控制器。需要用到臭氧发生器以及腹压控制器。臭氧实验方法动物实验臭氧处理23Thank You!