高压氧在自闭症治疗中的新运用

admin Post in 2012.06, 医学广角
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王晓春博士

Myra的传奇故事说起

Myra本是一个有三个孩子的幸福母亲,不幸其中两个儿子先后遭遇了退行性自闭症(regressive)分别失去已经学得的语言和社交能力, 智力发展中断并产生奇异行为。这对一个年轻母亲是何等的打击啊。但她是坚强的。她在2004年开始使用高压氧舱,本人和两个儿子一起进入氧舱(这是有不可知风险的)。她经医生推荐使用高压氧舱,本人和双子一起进入氧舱。结果仅一次治疗就使一个儿子会说单字“key”(钥匙),随后更是打开话匣,很快与同岁儿童无异,并因语言过好而被原先所在的语言补习班“开除”。另一个稍大的儿子的进步也比较显著,坏行为明显改善,交流能力尤为突出,甚至会打趣他的姐姐并提出和她玩游戏。

这是HBOT企业津津乐道的有关高压氧治疗自闭症的著名故事。Myra的实践为无数备受自闭症这一世纪之魔折磨的家长带来新希望。自闭症是世纪之谜,目前无论是其成因还是治疗方法还远没有定论,但对这一病魔的斗争从未止步不前。实际上从不乏绝望中的家长和前卫医生们在进行一波又一波各种尝试甚至是冒险。超氧理论就是一个。说到超氧理论就要先从人们对大脑及其对于氧元素的依赖说起。

大脑和氧

大脑无疑是人体最活跃的器官,对应的耗氧量也最大。可以说当身体其它部位休息了(或明显降低活动了)大脑依然在积极活动,例如以做梦等方式处理头天的巨大信息以利于未来的生存,只是绝大多数梦不为人们所意识。大脑重量仅占体重的2%~3%,但在安静状态下供血量占了心输出量的20%以上,可见脑组织血液供应特别丰富占有优先的位置。对应地如果缺氧则后果十分严重。实验表明,如果血液完全阻断6秒便可损伤神经细胞代谢,10~15秒则导致脑内贮备的氧耗尽,意识丧失,两分钟停氧便使脑电活动完全停止。而脑电活动停摆反过来使心跳呼吸停止及血流中断,此时即使重新供氧已然太晚,机体几乎不可逆转地走向死亡(但可做心脏起搏和人工呼吸)。常温下缺血后5分钟细胞能源ATP即耗尽,能量代谢停止,即使重新供氧脑细胞已发生不可逆损害。

物理参数的分析,正常脑血流量需为每克脑组织0.5m毫升/分钟,如该指标降到0.1毫升/分钟以下则称“无氧状态”,此时脑细胞不可逆的坏死(神经细胞是不可再生的)。即使于此时恢复供氧,也只能导致脑死亡或植物神经状态。

在血流量介于0.1~0.2毫升/分钟之间时可称“缺氧状态”,脑细胞功能和电活动停止,但脑细胞可维持生存,从而大脑结构保持完整,处缺氧状态的区域称为“半暗带”,可维持很长时间甚至终生,但脑细胞并非能长久坚持,如血流量偏低它们将处于休眠状态并逐渐慢性坏死。

血液通过主动脉进入头部,分流进各级血管直至毛细血管传输到大脑各部位。和许多人的认为不同,毛细血管并不能覆盖所有脑细胞。实际上两条毛细血管(以正常人脑灰质论)平均间距约60微米,因而介于两者之间的细胞与血管尚有30微米的距离,无法直接获取所需氧分子。然而氧元素离开毛细血管后有物理括散机制(也称弥漫功能),如在一个大气压下氧分子在脑组织中的有效扩散半径为30微米,刚好能达到这些“偏远地区”满足代谢需要。同样代谢产物(如二氧化碳)也是通过扩散机理达到毛细血管区域并被血红蛋白带走。然而以上只是理想情形。如果出于某种原因,如毛细血管发育不足,过疏或过小,或其脑组织构造有异(阻碍扩散)等最终导致综合输氧情况不尽理想,一部分远端脑细胞就可能处于供氧不足的状态,就可能形成长期缺氧的半暗带,影响大脑的发育和生理功能,极可能导致自闭症样状态。

自闭症缺血成因假说认为,自闭症患儿由于目前未知的原因(如某些基因没有表达或延缓表达),引起的从婴儿期开始的持续的长期缺血,导致大脑有关区域(尤其是血管等)的发育障碍。部分患儿的技术鉴定中确实证实大脑部分血管阻塞或萎缩。血管萎缩导致病儿从幼年起的大脑发育不全,和神经元分裂生长不完善。部分大脑处于”暗带“或”灰色区域“。及早扩张血管增加血液循环可部分逆转这一状态从而改善甚至治愈患儿。

对这类情况,无疑最佳方案是尽快改善供氧状况,使半暗带的脑细胞复苏重新开始发育恢复功能,从而逆转脑部病变及其后遗症。

如何增加供氧量。理论上说有两个途径,一个是提高血氧浓度。另一个是血管再生或扩张,增加(或恢复)脑循环供血量。由此发展出两个相平行的临床治疗手段(超氧理论的两个分支)一个是高压氧舱,一个是血管扩张术。后者其实不易,而前者相比显然更具实用性。

这种典型的“可治愈理论“ 认为,既然自闭症由发育不全所导致,因而也可以通过刺激大脑生长来后天赶上。或即使不能在结果上完全改变,也能在功能上提高治疗时的状态,从而带来良好状态,亦为值得。

血氧物理学-超氧理论的可行性

我们熟知正常人体在20%氧分压的大气中即可生存,此时的血氧浓度是4.4ml/L。而血氧浓度(PaO2)  含量为该气体气压与氧分压的乘积,而血中氧物理溶解量与之成正比。例如,2大气压下吸纯氧(100%)与1 大气压下吸空气(20%)比较,其PaO2、和血中氧物理溶解量增加= 100%/20% x 2ATA/1ATA = 10倍。由此,增加气舱压与增加氧分压有同等效果,都能有效地提高疗效。例如,使用1.3大气压的空气等效于1大气压的26%氧含量的大气。一些软体氧舱(soft chamber)利用这一原理仅满足于用提高气压(多为1.3-1.5)来代替提高氧纯度,从而降低技术难度和损伤危险。在3个大气压下的纯氧,血中氧溶解量可达正常量15倍,即66ml/L。 在此高压下,氧元素甚至不需血红蛋白携带即可溶入血液传输,直至扩散至机体细胞维持生命。因此对极度贫血(指缺红细胞)或一氧化碳中毒,氰化物中毒者,有无可替代的抢救效果。虽然在技术上这一操作有一定危险性(火险)但却能短暂克服血的问题。由于高压氧提高了血氧浓度,因而可以有效地提高氧元素的扩散半径消减供氧不足的问题。

外国的月亮总是更圆吗?

无论是高压舱还是血管再生术(及其相关的肝细胞技术)无疑都是外国的“月亮”,国人再次落后。然而有专家指出,民粹中医长期以来很可能在做同样的事情。中医常用的川芎(有效成分川芎嗪)等就有降低脑血管张力扩张脑血管,改善血液循环的功效(如《四川生理科学杂志》> 2004年3月26卷1期汤劐菱等),差别在于是他们常规地辅助以先进的定量的监控技术,而这却是我们的短板。

争论与质疑

和许多其它临床手段一样,上述两个依据血氧理论的手段目前未被主流医学所认可,高压氧舱疗法在自闭症等病症中的运用皆未获FDA批准,被认为是用于脑创伤及中毒病人之外的“不规范使用”(off-label therapy)。按严格的科学理论和实验的标准(如使用对比组的双盲试验并设定客观指标而不是极富任意性的“临床表现”),所有当前所获知的证据被认为处于个人见证(testimonial)的初级阶段,或称为“奇闻逸事”或“道听途说”。不属于实证医学(Evidence-based medicine)的范畴。登不得大雅之堂。至于“血管再生理论”,“血管扩充术”及背后的肝细胞技术尚处半开发阶段,实用化尚遥遥无期。

尽管勇于探索的家长们似乎并不看重,但某科技是否为主流医学认可进而支持(尤其财政支持)其实十分关键且决定了该科技的发展前景和进度。问题是为何听起来如此“好”的理论依然未被支持呢?有两个方面的原因。

一是主流医学界(包括政客)对自闭症依然漠视甚至敌视(部分坚持“不可治愈论”并认为家长们的努力仅是为“钱”),不愿意投入足够资金与支持。自闭症研究需要大量投入,没有这些条件,大规模的人群试验就无法开展,例数众多的个人结果(许多是冒险获得的)便永远停留在“奇闻逸事”或“道听途说”而无法上升为造福后世的正统医学。尽管这种情况近年在改变,但长期的漠视已使众多家长和医生(许多身兼两职)早已对主流认同失去信心,宁可以叛逆者的姿态继续从事其小规模的(多以个人诊所为基地)不甚“规范”的方式从事临床科研活动,这反过来使得被主流认同更为遥远。

第二,自闭症定义的缺乏客观指征性和非严密性,使得人们对ASD群谱的理解从低点的脑瘫,智障,一直到高智商甚至极智者如爱因斯坦但性格偏执,从无语,失语到多语,从呆滞不动到非常焦躁,都统一到这个笼统的名词之下。自闭症后果的严重性和可能的终身性,焦急,躁动,恐慌的情绪传染在无助而盲目的家长之中,在如此宽广的自闭症群体中,一个家长成功“治愈”或改善的消息会迅速传遍整个群体,并引来趋之若鹜的盲从效应。全然不顾个体的差异有多么巨大,由于一些居心不善的媒体介入,家长特有的夸大其词和情绪放大效应使得结果更加带有人为的色彩,因而使主流科研更加远离,从而使先锋与主流的隔阂愈加扩大,使先锋疗法获得主流支持(包括财政支持)从而尽快成为规范科学,更加遥遥无期。

甚至超氧理论本身也受到尖锐质疑,如Dr. Gary W. Goldstein近年多次撰文指出,“没有证据显示高压氧舱有利于任何脑损伤问题,倒是有学派认为吸用过量的氧可以损伤大脑。”氧并非总是“营养”而是带有相当毒性。由此Goldstein完全不认可超氧技术反称之为“snake oil”(接近于”饮鸩止渴“之意)。氧固然提供了机体运行不可缺少的动力来源,但也带来了有破坏作用的自由基,其利弊得失并非一目了然。一个可资参考的现象是缺血后再灌注损伤(ischemia reperfusion injury):缺氧脑组织迅速注入血氧后往往不能恢复正常功能,反而会加重损伤甚至植物状态和脑死亡,此称缺血-再灌注损伤。对其机理依然极有争论,但多数学者认为原因是,氧元素重新注入固然促使机体逐渐复苏(需数小时),然而急剧升高的氧自由基却可在机体恢复功能之前(包括清除自由基功能)迅速造成大面积破坏,如脑细胞破损和脑水肿。此例显示氧元素的双面刃的作用,若使用不当反能致伤。

结论

对自闭症领域求医心切趋于跟风的许多家长包括医护人员了解掌握部分血氧动力学的基本原理有利于深入认识相关科技对于自闭症的有效性,针对性及其利弊两面性大有裨益。

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