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治心衰进入“人工心”时代:不必苦等移植,实现自主研发

发布来源:生命时报   发布时间:2022-02-11 09:57:13

  受访专家:中国工程院院士、国家心血管病中心主任、中国医学科学院阜外医院院长 胡盛寿

  一个乒乓球大小、手机重量的圆形机械装置,将替代心脏给数百万心脏衰竭患者带来希望。这颗特别的“人工心脏”是由我国自主研发的,打破了外国垄断,技术性能比肩世界领先水平。目前,“中国心”已正式批准上市进入临床应用。在近日举办的第二届重症心脏病大会上,中国工程院院士、国家心血管病中心主任、中国医学科学院阜外医院院长胡盛寿宣布:“中国心脏衰竭外科治疗已进入人工心脏临床应用时代!”

  百万人需要心脏移植

  据统计,2019年全球心衰患者达2970万人,预计2030年将达到3870万人。心衰是各种心脏疾病的严重和终末阶段,除了心肌本身的疾病,患有冠心病、高血压、瓣膜病等心脏基础疾病者,晚期也易诱发心衰。心衰具有患病率高、病死率高、再住院率高等特点,是目前心血管领域治疗难度最大、风险最高的疾病,已成为严重影响我国居民健康的重要公共卫生问题。

  我国心衰患病率和患病数量持续增加。最新调查显示,我国≥35岁者心衰患病率达1.3%,也就是说约1370万人心衰,患病率较15年前增加44%。心衰一旦发展到终末期,抗心衰药物就“无力回天”,治疗手段极其有限,心脏移植是目前公认有效的治疗方式。

  然而,我国每年仅能完成数百例心脏移植,2020年,通过心脏移植治疗心衰的仅有557例,这对130万~150万终末期心衰患者来说可谓杯水车薪。接受心脏移植的患者之所以很少,除了缺乏供体心脏,对供体心脏质量有严格医学专业要求外,还受患者年龄、体重、肺动脉压力、并发症、配型等诸多因素影响。患者即便身体条件符合移植要求,也要“等心”,以武汉协和医院为例,心脏移植等待时间为2个月~3年。不少患者在等待“换心”中逝去。

  正因如此,多年来,全世界的目光都聚焦在人工心脏研发应用上,希望它能替代人体心脏的“泵”功能,起到“发动机”的作用,让血液绕过受损心脏,灌注全身,满足人体供血的需要。

  20世纪30年代,法国医学家阿历山大·卡雷尔与美国助手林德伯格共同研制出世界上第一个人工心脏。它属于暂时的辅助性人工心脏,实际上是一种体外循环机。1958年,美国科学家制成了塑料的人工心脏,并为狗进行了“换心术”,可惜的是,这只狗只活了90分钟。1969年,一位患者在未找到捐赠者之前,暂时以人工心脏维持生命长达64小时。1982年,美国犹他大学医师杜布利兹为一名患心肌病的男子装了人工心脏,患者术后存活了112天。随着技术的发展,发达国家的人工心脏临床应用进展迅速,目前已成为治疗终末期心衰的重要手段。

  “中国心”达到前沿水准

  人工心脏的学名为心室辅助装置(VAD),其核心部件是一个血泵。当心衰患者的心脏没有足够的力量将血液挤压到动脉血管中时,人工心脏和患者的心脏一起工作,通过血泵将血液送到动脉血管。人工心脏的临床应用主要体现在三个方面:一是作为等待心脏移植的过渡,为患者争取更多的时间;二是为急性心衰患者提供短期替代支持,待心脏功能恢复后撤除;三是为终末期心衰患者提供长期替代,支持患者携带人工心脏长期生存。

  人工心脏是最复杂、精密的医疗器械,素有“医疗器械皇冠上的宝石”之称,因产品制造的技术要求高,手术难度大,过去一直被美国等发达国家垄断。人工心脏主要经历了三次技术迭代:第一代是上世纪90年代时,放置于体外的大体积搏动血流泵;21世纪初出现第二代,即能植入体内的机械轴流泵;目前的第三代是植入“全磁悬浮离心泵”,与前两代相比,它体积更小,血液相容性更好,可减少血液淤滞和血栓形成,显著提升了临床治疗效果。

  “中国心”的研发虽然起步晚,但起点高、进展快,已进入世界最新的第三代技术阵营。2017年6月,胡盛寿院士团队在国内率先开展国产第三代磁悬浮人工心脏手术,并获得成功,开启了人工心脏治疗心衰的新时代。近年来,人工心脏成为重症心脏病治疗技术进展最快的领域,从阜外医院对该院植入“中国心”的患者追踪随访来看,其存活结果可以媲美心脏移植。

  在上市前,“中国心”的临床试验和技术应用方面,也取得了令人满意的临床效果。随访结果显示,临床患者中均未发生泵内血栓、中风、消化道出血等与血液相容性相关的不良事件。这提示“中国心”的血液相容性不仅优于其他类别的人工心脏,而且有可能优于国际上现有的全磁悬浮类人工心脏产品。

  截至目前,全球应用全磁悬浮技术的人工心脏产品数量稀少。与全球新一代全磁悬浮类人工心脏产品相比,我国的这款人工心脏具有同等水平,且可能更优的血液相容性;其血泵尺寸更小,改进了植入侵犯性,并具备更细的经皮电缆,有助于提升防感染性能;在系统可靠性、便携性等适用于各类人工心脏的关键性能上,也达到了行业前沿水准。

  此次“中国心”的获批,意味着国产全磁悬浮人工心脏技术打破了国外的垄断,填补了国内空白,且一旦开始商业化进程,将在中国市场上占据巨大的先发优势。作为医工融合创新的典范,这一“中国心”拥有我国完全独立自主知识产权,是真正意义的全磁悬浮离心泵。

  严控质量,规范应用

  第三代人工心脏虽然有很多好处,但其发展历史较短,仍需面临诸多挑战。只有严控人工心脏产品质量,加强行业监管,制定人工心脏相关技术规范并在全国推广,才能真正让心衰患者受益。

  规范心室辅助技术临床应用,保证医疗质量和医疗安全是关键。国家卫健委发布的《心室辅助技术管理规范》(2021年版),对医疗机构及其医务人员开展心室辅助技术进行规范。医疗机构要想开展人工心脏植入手术,需要一定的技术门槛。例如,要求医疗机构开展心脏大血管外科临床诊疗工作10年以上,床位不少于50张,每年完成的体外循环心脏外科手术病例不少于1000例,其技术水平在本省(自治区、直辖市)医疗机构中处于领先地位;医生要有10年以上心脏大血管专业领域临床诊疗工作经验,取得主任医师以上专业技术职务任职资格3年以上等。

  人工心脏植入技术对医院及医疗团队的要求比较高,除了需要心外科、麻醉科、体外循环科的医生配合完成植入手术,还需要心内科、影像科等医生对患者做出客观评价,此外,做好患者术后康复及长期随访管理也很重要。这就需要加强对医护人员规范化培训,培养更加专业的多学科团队协作配合,才能保证患者植入人工心脏后,能有正常的临床使用效果。

  人工心脏还需逐渐完善。目前,驱动人工心脏的电源线仍需穿过皮肤,可能导致感染等并发症,因此,无线充电技术将会是未来人工心脏的一大亮点。由于技术先进、材料昂贵,第三代人工心脏的价格较贵。如何降低生产成本,对未来扩大应用范围有着十分重要的意义。人工心脏进入全磁悬浮时代后,不仅要使患者活下来,更重要的是让他们重回正常的工作和生活,这是全球人工心脏疗法的目标。

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