气体疗法是一种经典治疗策略，但在肿瘤治疗领域是一种新领域。在各种治疗气体中，氢气具有巨大安全性被医学界广泛重视。目前已经有大量研究表明氢气对多种疾病具有治疗效果，作为抗氧化抗炎症物质，氢气在癌症治疗方面已经有一定研究，但其具体作用机制仍然存在争议。研究表明高浓度氢气可抑制细胞线粒体呼吸、破坏氧化还原平衡，诱导细胞凋亡，产生治疗癌症的作用。纳米材料释放氢气在氢气疗法方面越来越受到重视，通过这种方法实现定向输送氢气到达癌症组织，是产生理想效果的重要基础。如钯氢化物纳米晶体和金氧化钛异质结纳米平台都被用于癌症原位组织释放氢气的工具。但是癌症组织内长期持续释放氢气仍然是一种挑战，为实现临床转化应用，需要寻找更理想的材料技术，以实现安全定向输送氢气产生最佳疗效。

金属与水反应可生成高纯氢气，这种策略很少应用于生物医学，除了最近的一篇论文报道了在外部电源下使用铁针电极与水反应并产生氢气用于癌症治疗。但外部电源的要求可能使其在未来的临床应用中不太实际。镁及其合金作为植入金属在临床上得到了广泛的应用，这种材料具有原电池特点，可实现组织内电解的目标。局部植入可避免药物的全身毒性。镁材料局部植入对骨关节炎等炎症相关疾病具有治疗效果。但镁和水反应速度相对缓慢，产生氢气的量相对不足，因此这种金属植入也存在一定缺陷。

原电池是一种典型的电化学蚀刻方法，可以在没有外部电源的情况下在水环境中自发地生成氢气。最新苏州大学研究人员在《自然通讯》发表了他们的研究论文，采用镁棒表面原位还原少量铂(Pt)来设计微原电池(图1)，得到的镁基原电池(MgG)可以通过水的腐蚀来有效地生成氢气和Mg(OH)2。MgG棒植入肿瘤后，H2的持续生成可抑制线粒体呼吸，损害肿瘤细胞内氧化还原稳态，副产物Mg(OH)2可中和肿瘤酸性微环境(TME)。与MgG棒植入肿瘤，增加CD8 + T细胞的渗透，减少骨髓免疫抑制细胞的数量(MDSCs)观察，表明免疫抑制的调制时间向免疫增强发展，这均有利于抗肿瘤治疗。该策略在4T1和CT26小鼠肿瘤模型和人类恶性肿瘤患者来源异种移植肿瘤(PDX)模型中显示了肿瘤抑制作用。研究还证明了使用MgG棒的氢气治疗方法可以减小兔活体肿瘤的大小。最后，所构建的具有可生物降解性能的MgG棒没有发现明显的毒性。上述研究结果表明，使用原电池设计，广泛使用的植入金属镁可能成功被用于持久氢气释放治疗癌症。

图1 研究摘要图，植入原电池镁材料，通过多种机制产生抗癌作用。

氢思语：氢气医学自从2007年自然医学杂志发表以来，共有4篇自然通讯研究论文，但从杂志档次和研究设计来看，这是氢气医学领域比较漂亮的研究。不过，该文作者认为大剂量氢气具有破坏线粒体氧化还原稳态，破坏线粒体功能，产生对肿瘤细胞的攻击样效应。这种观点和氢气医学的经典看法非常不同。这种作用如果明确，逻辑上这种材料对正常细胞也具有破坏作用，那么其安全性和氢气的安全性完全不同，需要认真研究。所谓镁材料氢气剂量不足的说法不妥，从氢气溶解度角度，镁材料本身释放氢气在局部组织产生的潜在剂量并不低。且如果氢气释放过快，有在局部产生气肿的问题，当然气肿如果只局限在肿瘤组织，可能问题不大，本身我们也希望肿瘤出现缺血损伤。但这种材料如果出现在正常组织，那么这种快速产生氢气的设计，反而成了败笔。