7.关于高压氧医学科研工作的一些思考
第二军医大学海医系航海医学教研室(200433)倪国坛
源远流长,既古老而又新颖的高压氧在医学上的应用,在100多年主要作为高气压医学的一部分而流传的基础上,至最近40多年来,由于开拓了广泛的用途,发展为医学领域中新兴的分支学科——高压氧医学。许多疾病的治疗、一些特殊环境内相应疾患的预防、有关范围内的科学研究工作等,必不可少地使用高压氧。笔者有幸,亲身经历了这一新发展的时期,读到了这方面的不少病例报告和临床经验介绍、动物和人体上的实验研究论文,以及内容丰富的综述文章和专著书籍等,从而增长知识,获益匪浅。然而,就笔者管窥所见,在不止个别的科研工作的设计、分析、下结论、发表论文等环节,存在显著的缺陷。换言之,还有亟等商榷和解决的若干问题值得思考。条陈如下,未必正确和中肯,权充引玉之砖而已。
一、关于对照组的设置
无可讳言,关于高压氧对机体的作用(疗效)的实验研究,临床的或实验室的,有不少工作缺乏必在要的对照,却根据无对照或对照不足的资料下“结论”、发表“论文”。因此,这种“结论”是不完全可信或完全不可信的;这样的“论文”是很少价值或没有价值的。
关于对照(Control),这里不妨先举医药科学科研工作中熟知的例子:要确认某一种药品的作用而设计实验时,都常规地至少须(在对象可比、样本足够的前提下)设三个组,一是“不用药组”(正常或患病的动物模型或人体病例);二是“用药组”,三是“用(该药品的)赋形剂组”。用药组所获结果当然须借“不用药组”作对照,但亦必须与“用赋形剂组”对照。因此,药品除含药物本身所具性能外,必多少伴有其他一些因素须予梳理清楚,例如,药品必定有赋形剂(Vehicle;excipient)还有pH值、渗透压以至色、嗅、味、形等因素,这此因素不可避免地同药物本身一起作用于“用药组”的各个机体,当然还会有用药措施的影响等。也就是:用药组的机体受到的,实际上是多因素的作用。如果在看到了“用药组”的结果与“不用药组”对比有明显差别后,就下结论谓此即药物的效应,显然是把许多因素当作其中的一个,或只着眼于其中的一个因素而不顾其他因素,那就不可信。必须另有实验证明药物以外其他因素都不起明显作用,方为可信。所以要另设“用赋形剂组”,对这一组只用赋形剂,不含药物,其他各因素与“用药组”都相同。可见,“用赋形剂组”是用来排除其他因素作用的对照组,被称为“空白(blank)对照组”。只有当“用赋形剂组”的结果与“不用药组”的结果无显著差异,而“用药组”的结果与“用赋形剂组”有显著区别时,方可认定为排除了其他因素可能起的作用,而显现了药物本身性能这唯一的因素单独所起的作用。总之,严密的科学实验都强调“单因素”。
高压氧医学的科学研究实验工作,当然无例外地同样强调“单因素”。因此,必须理清高压氧及其使用过程所含的诸多因素。高压氧所含的主要因素有二:一是比常压(100kPa)高的气体压力(物理因素);另一是高于常氧(20kPa,即常压空气中的氧分压)。且高于常压的高压纯氧(化学因素);当然还有其他因素,如吸入氧气的密度大于常压空气、使用过程中舱内的“幽闭”环境、进-出舱、加-减压、升-降温等。所有这些因素在作高压氧处理时,不可避免地都作用于机体。所以,作高压氧对机体作用的实验研究而分组时,必须在常压空气(常氧常压)组作对照外,还要设立“空白对照组”,那就是“常氧高气压组”。这个组的总气压同“高压氧组”;其氧分压同常氧,其余,为氮气(即人工配制的常氧-高压氮混合气);这个组与“高压氧组”比较,只“常氧”这一点不同于“高压的氧”,其他因素都相同,故相当于一般药品效能实验中的“用赋形剂组”——绝不能缺少的“空白对照组”。(在实施时,为补偿高压气体密度增加所阻损的供氧,一般以略高于20kPa,如30kPa的氧气为常氧)。
只当“用高压氧组”的结果,与“用常氧高气压组”的结果显著不同,而后者与“常氧常压组”(即正常空气组)无显著区别时才可以下结论,谓观察了高压氧的作用。那些只进行了常氧常压(即一般空气、一般环境)对照,并未作常氧高气压对照,就下结论谓见到了高压氧的作用,在逻辑上是不对的。
二、关于高压氧作用的部位
包括人体在内的高等动物机体,一般情况下,吸入的氧气经肺-血液循环运输到全身各部组织、细胞而起作用。有些部位直接接触氧气,当氧气(尤其是高压氧)通过时,可能相应量的氧气直接溶解入这些局部的组织(如口腔内各处、呼吸道、吞入气体到达的胃肠道;皮肤病损的机体处在全舱充氧的舱内时,皮肤以内的组织暴露在高压氧环境中)。然而,这些直接溶解的氧,其量不多,所达的深度不大。所以,其供氧仍然主要是靠血液循环运输而来。用得着医学中的一句成语:“血为气母,血至气亦至”。(注:这里的“气”指血液携带的各种有关物质)。
高压氧对机体的作用是全身性的,之所以显示某些特异作用,是由于受高压氧作用的机体本身存在的具体情况不同。因为为同部位的器官、组织细胞罹患疾病虽未必相同,但发展到一定程度都会缺氧或需要多于正常的氧。正是这样的原因,形成了高压氧处理的广泛适应证,能够“异病同治”地发挥疗效。
机体局部对高压氧“受而用之”是重要的,或基本的,但局部(例如疾患的局部)在受高压氧作用的基础上,还可能受到整体(其他一些局部)因高压氧作用而产生效应后的影响。例如神经系统、内分泌器官、免疫机制、循环功能等在高压氧作用下起了某些反应,从而影响于所观察(治疗)的局部。这些虽不是高压氧本身对该局部的直接效应,但不能不溯源至高压氧。总之,高压氧下所观察到的机体局部的效应,除了必须认识到是高压氧作用于该局部外,还必须考虑到高压氧作用于全身后经过其他机制介导施加于该局部的作用。
事实上,高压氧起信号作用,刺激了机体起全身性反应,进而影响某一局部的例子就有是罕见的。如在利用高压氧对某一疾患部位作治疗时,全身其他部位的动脉壁平滑肌受高压氧的刺激起收缩反应。而疾患部位,因其他谢障碍,动脉壁平滑肌对高压氧不起收缩反应,甚至反而扩张,以致其他部位的血流量减少,而疾患部位的血流量增加。这种被称为“盗血(steal)”的血液重分配(redistribution),恰是足以促进局部高压氧疗效的全身反应。其他例子当然不胜枚举。氧中毒时,也是氧对某局部和全身的作用继而影响局部,当可不主而喻。
不少研究工作者在观察到高压氧对具体局部的某种(些)作用后,从局部的角度分析、判断其机制,可谓“不遗余力”,当亦无可非议;而对整体反应影响所观察的局部,却不计任何条件地概予忽略,当然是不合逻辑的。非但如此,同时也杜绝了进一步探索疗效机制的思路。
三、关于高压氧与其他条件综合应用
将其他条件随高压氧,综合应用于对疾病的防治,以求获得更好的效果,是广大高压氧医学工作者所热心进行的探讨内容之一,并且竞相发表所获资料。据笔者涉猎所及,这类文字资料所载,大抵是用某种药物(也有用其他条件者)结合在常规的或非常规的高压氧治疗方案中,将所见到的效果笼统地认为是“高压氧综合疗法”的积极疗效,作为经验,介绍给同行们。动机当然是善良的。
笔者愚见认为,这样进行的研究,并不能证明综合疗法的益处。因为读者若据此提出问题:“怎么证明不是伴随条件反而使高压氧的疗效‘打了折扣’呢?也许,不用伴随条件,高压氧的作用会更大哩“!此际,将无证据作明确的辩答。
欲综合,必先分析;无分析,无从综合。欲研究、确定高压氧与伴随条件综合治疗的积极效果,与研究其他综合疗法一样,必须先作分析性的工作,然后综合。例如有严密对照的实验,获得:A高压氧单独使用的疗效;B伴随条件单独使用时的疗效;然后作C高压氧同伴随条件综合使用时的疗效。从三者间关系上得出结论,若C>A,C>B,则表明综合治疗的效果比两个条件各自单纯作用的效果好,证明高压氧与伴随条件有协同作用(Synergism)。至于协同作用的程度,则要根据:是C>A+B,或C=A+B,还是C<A+B来判断。
高压氧与伴随因素两者在综合治疗中的作用是“旗鼓相当”呢还是“主辅有别”?应是研究综合疗法效果时感兴趣的问题。当然,从A与B相比中可以看出端倪,但有时并不完全可以用简单的数字关系判断综合作用。举极端的例子而言:若B=0,却C>A+B,说明伴随条件成为高压氧的增效剂(Synergist);反之,假使A=0,却C>A+B,则高压氧成为别的条件的增效剂,这就为所治疾病增加了新的疗法,形成“同病异治”也是很有价值的。
总之,笼统地、不能作分析比较的高压氧与其他条件综合治疗疗效观察的资料,是并无多大价值的。
四、关于高压氧医学设备的研究
“工欲善其事,必先利其器”,安全、有效、便利、舒适的加压系统(亦含全部配套组件)是高压氧医学的关键性先决条件。其中,加压舱(高压氧舱)是人员在此接受医疗的“场所”,尤为重要。作为医学工程学(medical engineering)内容之一的加压系统,高压氧医学界从使用要求出发,对于它的型式设计、结构、村料、工艺、配件、乃至安装、操作、维修等各方面都有相应的研究、创造、革新。这些都是好事,值得称赞。但在有些方面也有值得深思之处:
关于安全。安全是使用加压系统的首位要求。任何其他要求都不得妨害了(或将可能妨害)安全来达到。世界上曾出现过“宾馆式”和“大楼式”的加压舱(1927~1937,Cunningham),舱内生活、娱乐设施俱全。此类舱被证明为“大而无当”(徒耗资财,又生隐患)之后,未再有追求如此大舱者。但自从加压内进行高压氧下心脏直视手术(1956,Boerema)以来,有些“手术舱”的容积趋于偏大,于是,与手术舱联接成为舱群的其他舱室也就“理所当然”地偏大。相当的注意力汇集到舱内的布置上:装潢豪奢、修饰华丽,配箱柜以遮蔽呼吸器管、阀,填柔绵以充塞坐卧具的补垫。千方百计,引高压电(近10倍于许可入舱的电压)入舱以供摄影和显像,还作为研究成果报道、介绍、炫耀,而不顾这些都是引起火灾甚至还加爆炸的隐患。凡此种种,都不可明知故犯地推广、效尤、攀比,是显而易见的。
关于高气压-高压氧设备方面的研究成果,往往既有学术上的意义,又有即时的经济效益。有些创造或革新的“知识产权所有者”把成果申请了(或将申请)专利,但还拟在公开发行的期刊上发表。由于专利,投向期刊的文稿上把关键内容隐去,只有轮廓,类似新闻报道或宣传广告。窃以为严肃的刊物登载此类文章大可不必。
关于事故。世界各地的高压氧医学事业中,都或多或少地发生过,甚至发生舱内火灾或/和爆炸,造成人身和设备的伤亡和破坏的事故。为了“吃一堑长一智”,对事故进行调查研究,从设备、管理、操作、人员素质、技术水平等各方面的主、客观不同环节找出纰漏,总结出教训,公诸同业,引以为前车之鉴。“亡羊补牢”未必不是好事。然而,有些调查研究者,却把事故当作新“新闻”来炒,形成“满城风雨”似的局面;或者,只着眼于罹难人员伤亡的状况和受损器物的毁损情形而加以描写,但不总结或总结不出正确的教训。甚至,把设备不良、管理不善、操作差错或/和处置失误等所酿成的事故,归咎于高压氧临床应用本身。这样总结的“教训”,显然无异于“因噎废食”,毫不足取。至于危言耸听以遂不应有的私愿;借题发挥以图不正当的私利等等,则应当思考的问题就不是一般概念的学术范围所能涵盖了。