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三氧进入体内之后，和体内的多聚不饱和脂肪酸（PUFA）反应，生成多种信号分子，通过作用于T细胞的NFAT转录因子，促进多种免疫物质（IL-2、TNFα、IFNγ等）的产生，从而增强机体免疫系统对于病原体的识别和清除。
由三氧治疗引发的适度的氧化应激能够促进核转录因子的激活并且提高免疫功能。在一些研究里，研究者通过使用不同浓度的三氧来处理人的血液，进而发现了三氧的“治疗窗”，当三氧浓度在“治疗窗”范围里的时候，三氧并不会表现出毒性，同时血液的一些指标还有所提高。在一些研究中发现，三氧能够促进T细胞合成和释放的细胞因子包括IFNγ、TNFα、IL-2、IL-6和IL-8等因子水平的提高，并且呈现出剂量依赖性。Torossian等人通过使用三氧对败血症的大鼠进行预处理后发现，大鼠体内TNFα的水平明显提高。Tandara等人和Barcin等人发现，通过三氧处理形成的过氧化氢能够增加多种生长因子以及IL-4的表达，其中特别是血管内皮生长因子（VEGF）水平的提高尤为明显，因此VEGF可能能够作为炎症疾病治疗中三氧治疗作用的指示剂。在一次三氧治疗中，淋巴细胞和单核细胞被激活的比率大概为4％，这意味着在体内由过氧化氢激活的淋巴细胞仅占很小的一部分。在三氧化血液回输给供者的过程中，NF-κB可能对于传递激活效应和激活其他细胞扮演着重要的作用。事实上，这也与急慢性疾病和病毒感染中三氧治疗表现出来的感染特性一致，三氧可以作为一种理想的治疗手段，只要选择合适的三氧剂量就不会出现任何毒性。
另一方面，一项由Frank A.等人发表的研究发现，在哮喘病人接受三氧治疗后，病人体内IgE和HLA-DR的水平明显降低了，肺功能和症状都有明显的改善，这项研究证明了三氧治疗能够通过调节免疫和适应氧化应激来减少IgE和炎性介质以及增强其他抗氧化指标。研究表明三氧治疗能够增加固有免疫表面抗原（CD14、CD11b和TLR4）、抗原呈递标志物（CD80、CD16和HLA-DR）和免疫球蛋白受体（CD23、CD16和FcεR I）的表达。同时，三氧治疗还能够增强氧化爆发和噬菌作用，这意味着三氧治疗能够改善机体的抗炎环境并且增强对病原体的反应。
在之前的临床治疗相关研究中，三氧被广泛用于病毒性疾病的治疗。在队列研究3篇127例、随机对照临床研究7篇中,纳入了560例乙型肝炎患者,其中臭氧治疗组297例。结果显示,臭氧对慢性乙型肝炎病毒学应答率25%~33%,停止治疗随访24周,疗效有所增加,少部分患者复发。张燕等报道，免疫三氧血回输疗法治疗女性复发性生殖器疱疹89例提示，该疗法可以显著地降低生殖器疱疹复发率。Jay Rowen, Robert等将三氧疗法用于埃博拉病毒治疗4例，亦取得了较理想的结果。在李丽等的研究中发现，三氧能够促进CD4+T细胞向Th1细胞的偏移，提高Th1细胞的数量以及Th1/Th2的比值，同时提高机体内干扰素INF-γ的水平,这说明三氧自体血疗法能够有效改善患者的免疫功能。
（三）创新治疗方法，如三氧自体血回输治疗
新型冠状病毒感染在疾病发生发展中，除侵犯呼吸系统以外，还可以损害消化、循环、神经、血液等多个系统。严重缺氧和炎性炎症因子瀑布是重症患者要面对的难关。新冠肺炎目前还没有特效的治疗方法，除了上文已经提及的血浆抗体治疗、洛匹那韦/利托那韦、瑞德西韦等临床试验，三氧自体血回输治疗的临床试验也在进行中。
三氧自体血回输技术疼痛科医师都非常熟悉，近期也有很多疼痛科同仁建议临床使用。免疫三氧血回输治疗具有抗病毒（如促进内源性α-INF生成等）或提高抗病毒作用、免疫调理、改善微循环及组织乏氧、清除过量自由基等多重效应，均可能有助于减缓疾病的进展及防治并发症的发生。
需要强调的是，虽然理论上三氧自体血回输可能具有治疗新型冠状病毒病的功效，但是还需要足够的询证医学证据来验证。科学的临床试验设计、伦理答辩、试验注册、患者招募、知情同意、有序开展等，还需要一定过程。在安全有效的证据出来以前，不建议在临床上盲目开展。不仅要考虑血液治疗患者本身的风险，还要考虑到操作时新型冠状病毒的感染风险，以及医疗资源紧张情况下的资源浪费。
