科研工作者在在堅持課題方向的同時，一定要保持開放的心態。我們不僅要認真研究課題的相關研究歷史，從科研發展史中尋找被遺忘的課題方向;而且要從相關學科發展中吸收新鮮知識，也許在其他學科中非常常規的觀念，只要引入自己的課題，就可能成為攻玉之石;在日常生活中，也能尋找到有意思，甚至更有創新性的課題。所有這些的關鍵是科研工作者要具備選擇課題的敏感性，要具有品味課題新鮮度的能力。今天以我們剛剛發表的一篇文章的背后故事，來談談我對這個問題粗淺理解。
今天我們有一篇文章被Critical Care
Medicine接受，是關于氫氣治療一氧化碳中毒遲發性腦病的研究，這個研究課題起源于一個真實的充滿傳奇色彩的故事。
2007年日本學者首先報道氫氣的選擇性抗氧化后，我們在長期從事氣體醫學研究的基礎上，分析認為該課題非常值得深入研究，于是我們迅速跟進，2008年我們第一篇關于氫氣治療疾病的文章發表。同時我們受困于一個麻煩的問題，呼吸氧氫混合氣體容易發生爆炸的危險。在反復推算和驗證的基礎上，我們課題組在國際上首先用自己制備的含氫氣生理鹽水代替呼吸氫氣的方法取得成功，并發表10余篇相關論文，目前關于氫氣生理鹽水治療各類炎癥和氧化損傷的研究已經成為我們課題組的一個特色和亮點，2009年申請并獲得國家自然科學基金項目。
2008年年底，我一個大學老師到上海出差，我當時正處于對氫氣生物學效應最癡迷的階段，在給老師匯報的過程中，旁邊老師夫人給我講了一個傳奇故事。說是在她過去所在的化工廠有一些奇怪的現象可能與氫氣治療疾病作用有聯系。故事是這樣的，該化工廠是生產化肥的企業，化肥的主要原料是NH3氣，而NH3氣的合成是用氮和氫氣，氮的來源是空氣，氫氣的來源是用無煙煤(C)和水在高溫下反應產生，化學反應公式是：C+H2O=CO+H2和CO+H2O=CO2+H2。實質就是碳把水還原生成氫氣。這個產生氫氣的車間叫造氣車間，主要是生產氫氣，同時存在CO。由于過去生產工藝不是非常理想，這個車間會有一氧化碳的泄露，存在一氧化碳中毒的危險，因此該工廠有許多一氧化碳中毒患者，這些患者中有許多存在一氧化碳中毒后遺癥，就是一氧化碳中毒遲發性腦病，該疾病的表現就是中樞神經功能異常。這些工人患者因為無法勝任原來的工作，后來都分流到其他部門，其中有一個崗位是到脫硫車間。設置該車間是因為無煙煤不純，含有一定水平的硫，會導致沼氣車間生產的氫氣混合一些含硫的氣體，這會影響化肥的品質，需要把含硫的氣體脫離，在造氣車間后就是氫氣的純化車間“脫硫車間”。脫硫車間的特點是工作輕松，但空氣味道非常不好，一般的工人都不愿意去，一氧化碳中毒后遺癥的工人由于工作能力下降，被大量轉崗到該車間。許多年過去后，一個非常神奇的現象發生了，與一些沒有到脫硫車間而同樣患病工人相比，這些患者大部分病情都明顯好轉甚至痊愈。因此這個企業就有了一個順口溜：“脫硫車間，給個縣長都不換”。這個故事提示這樣一個信息，脫硫車間有一種神奇效應，能治療一氧化碳中毒遲發性腦病。多年來沒有人弄明白這個故事背后的原理。顯然車間內最主要的原料是氫氣，既然已經發現氫氣具有治療疾病的效應，那么應該首先考慮氫氣是否具有治療一氧化碳中毒遲發性腦病的可能。
隨后我們組織課題組開始了這個課題的研究，從制備動物模型到效應分析，很快我們確定了氫氣對一氧化碳中毒遲發性腦病的治療效果，并進行了初步的機制分析。顯然這個題目具有特殊新意，這是我們能在這么短時間內發表這篇文章最重要的原因之一。
一氧化碳中毒遲發性腦病是一個長期困饒臨床醫學的課題，是指一氧化碳中毒導致腦缺氧后，腦血管隨即麻痹擴張，腦容積增大，腦內神經細胞ATP很快耗盡，鈉象不能運轉，鈉離子積累過多，導致嚴重的細胞內水腫而血管內皮細胞腫脹，造成腦血液循環障礙，進一步加劇腦組織缺血缺氧，導致昏迷。一氧化碳中毒患者經搶救在急性中毒癥狀恢復后經過數天或數周表現正常或接近正常的“假愈期”后再次出現以急性癡呆為主的一組神經精神癥狀。或者部分急性一氧化碳中毒患者在急性期意識障礙恢復正常后，經過一段時間的假愈期，突然出現以癡呆、精神和錐體外系癥狀為主的腦功能障礙(本段引自網絡資料)。
關于一氧化碳中毒遲發性腦病的研究一直不太深入，美國有學者發現這個疾病與一氧化碳中毒后引起中樞神經系統繼發炎癥有密切關系，由于氫氣具有抗炎癥的效果，因此如果從這個角度出發，應可以深入探討氫氣治療該疾病的機制，我們就是按照這個基本思路開展的該研究。
設想一下，如果我們只是聽聽這個故事，沒有深入思考，也許這個好的思路就會從我們身邊溜走。所以，在選擇課題的時候一定要象球探一樣擁有敏銳的嗅覺，具有感覺課題新鮮度的能力。這是一個科技工作者必須具備的能力。
投稿版全文
Hydrogen-rich saline reduces delayed neurologic sequelae in
experimental carbon monoxide toxicity
Qiang Sun, Jianmei Cai, Jiangrui Zhou, Hengyi Tao , John H Zhang, Wei
Zhang*, Xuejun Sun*
Objective: We investigated the feasibility and efficacy of hydrogen-rich
saline therapy on delayed neurologic sequelae in rats after severe acute carbon
monoxide (CO) poisoning.
Design: Controlled animal study.
Setting: Research laboratory of a university hospital.
Subjects: Sprague-Dawley rats weighing 250 ± 20 g.
Interventions: The rats were exposed to 1000 ppm CO in air for 40 minutes
and then to 3000 ppm for another 20 minutes until they lost consciousness. Rats
were intraperitoneal injected with hydrogen-rich saline or normal saline
(10ml/Kg) for six times after resuscitation at 0, 12, 24, 36, 48, and 60 hr,
respectively. The rats without CO poisoning were used as normal controls.
Measurements and Main Results: CO poisoning induced brain tissue
inflammation, cell death, and cognitive dysfunction (Morris Water Maze) at one
week after the CO insult. Hydrogen-rich saline treatment significantly
attenuated degraded myelin basic protein (MBP), decreased the expression of
Iba1, a microglial marker, reduced DNA oxidation, and suppressed
pro-inflammatory cytokine interleukin Interleukin-1β (IL-1β)，Interleukin-6
(IL-6) and Tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) in the cortex and hippocampal
tissues when compared with those in normal saline-treated rats. These
histological and biological improvements were accompanied with an improvement in
the Morris water maze test.
Conclusions: This observation demonstrated that hydrogen-rich saline
peritoneal injection improves histological and functional assessment of CO
encephalopathy in a rat model. Hydrogen saline has potentials as a novel and
alternative therapy for severely CO-poisoned patients with delayed neurologic
sequelae. The therapeutic effects of hydrogen-rich saline may be related to
antioxidant and anti-inflammatory actions.
