人工心脏国产化了！能代替真人心脏移植吗？

2023-09-10 10:09

我国人工心脏技术起步较晚，但发展迅速，患者生存率优于国际同类产品，已经接近心脏移植的治疗效果。

撰文 | 燕小六

8月下旬，《中国左心室辅助装置候选者术前评估与管理专家共识（2023年）》（以下简称《共识2023》）正式发布。《中国循环杂志》发表述评称，以2017年6月的首例国产设备植入为起点，我国人工心脏技术“起步较晚，但发展迅速”，患者生存率优于国际同类产品，已经接近心脏移植的治疗效果。

今年以来，以左心室辅助装置（LVAD）为代表的“人工心脏”连续取得突破。

3月，一家主打LVAD临床应用的企业完成近1亿美元A轮融资。夏初，我国自主研发的全球最小、最轻全磁悬浮LVAD获批上市。

质控、培训等工作都在加强。4月，中国心室辅助技术临床应用质控委员会、首个心室辅助技术培训基地相继成立。首建的中国机械辅助循环支持注册登记研究（CMACS）机制已有50余家中心参与。

靠人工心脏续命

心脏有力收缩、搏动，促使全身血液循环。心力衰竭（简称心衰）就是心脏收缩或舒张功能发生障碍，导致循环的动力不足。

在全球范围内，心衰是唯一呈增长趋势的心血管疾病。中国是“重灾区”，每年新发病例约占全球总数的29.9%，心衰患者总数约达900万，35岁以上人群的患病率为1.3%。

这是一个不可逆的过程。经原发病控制，药物、起搏器等综合治疗，每年仍有5%-10%、约90万左右的心衰患者会进展至终末期，此阶段的年死亡率高达50%。

心脏移植是治疗终末期心衰的有效手段。但能成功接受此类治疗者寥寥无几。

中国心脏移植注册系统数据显示，2015-2020年期间，我国年均心脏移植量约470例。要成为90万人中的400多个，几率是非常低的。

《共识2023》委员会成员、四川省人民医院心脏外科中心主任黄克力告诉“医学界”，这些年，心脏外科医生非常努力，但每年成功的心脏移植例数只有几百例。美国总人口远少于我们，每年约有两三千例。

原因是多方面的。比如，心脏移植要使用脑死亡者的捐献器官，我国这部分捐献很有限。此外，我国幅员辽阔，即使航空业发达，仍需较长时间转运器官。心脏是所有移植中，对器官保存时间要求最严格的。肝肾可以保存24小时，心脏的保存上限约是8小时，最好控制在6小时内。

“这6小时涵盖了手术取出供体、转运、移植准备、完成植入，时间非常紧张。”黄克力感慨，就在不久前，他有一台心脏移植手术，供体已经到位，但病人来不了。在等待供体的过程中逝去，是大量心衰患者的生命结局。

人工心脏成为很多心衰患者的“救命稻草”。根据功能，它分成全人工心脏（TAH）和心室辅助装置（VAD）。后者包括左心室、右心室和双心室等辅助装置。如今提到长期植入的人工心脏，一般多指LVAD。

临床应用显示，如今人工心脏的应用范围广。它能作为心脏移植前的过渡，为患者争取等待时间；也能短期或长期地替代人体心脏，延续患者生命。2021年7月21日，在“带机生存”742天后，中国医学科学院阜外医院成功撤除一枚人工心脏，患者自身心脏顺利复工。

2022年的欧洲心脏病学会年会传出消息，最新一代人工心脏能将58%晚期心衰患者的生存期延长至5年甚至更久。相较于上一代产品，最新代人工心脏导致的中风、凝血和出血相关死亡更少。黄克力表示，在美国人工心脏和心脏移植比例已近1:1，有患者“带机”生活接近20年。

破解“卡脖子”问题

第三方公司调研称，2022年全球心室辅助装置市场规模到达到110.58亿元人民币，预估到2028年，将以4.56%的幅度增至144.48亿元。

早在上世纪中叶，西方科学家开始研究人工心脏，到80年代初步形成现代人工心脏的设计理念，即模拟、实现“泵血”功能。1986年，美国完成首例第一代人工心脏植入术。八九十年代，我国也启动相关研究。但真正要做出来，不是一般的难。

人工心脏一般有4个组成部分，包括血泵、出入血管、电源及控制器。血泵是整个系统的核心，旨在替代心脏功能，担起“人体发动机”的作用。血泵转速太快，会破坏血细胞，转得慢了又达不到有效泵血。体积小了，泵内放完齿轮、电磁铁等内容物，剩余的血液流道会很狭窄；体积大了，重量跟着增加，植入体内的负担较重。

血泵需要通过手术，植入体内、插入心室。一根绝缘线缆穿过人体，一头连接血泵，一头连接体外控制器。这里会用到的材料包括金属、橡胶等。它们与血液接触，可能触发人体对非己物质的排斥。血小板试图附着、包裹住这些材料，易形成血栓。

21世纪初，美国开启第三代离心泵的研究。它采用磁液悬浮、磁悬浮、纯水悬浮等技术，能使血泵推进装置呈悬浮状态，以减少器械摩擦，避免破坏血液成分，降低血栓风险。2015、2017年，欧盟、美国先后批准首个全磁悬浮式人工心脏Heartmate Ⅲ上市。

对比欧美产品的快速迭代，我国的研发进度一度不太理想。“整个技术曾停滞一段时间，现在是厚积薄发。”黄克力说。

转变发生在2010年前后，一些曾在欧美参与人工心脏研发的科学家和工程师归国，陆续填补技术空白，解决了一系列“卡脖子”问题。

2017年6月，中国医学科学院阜外医院完成首例国产全磁悬浮人工心脏植入。该名患者恢复良好，至今能和正常人一样工作、运动，享受生活。“在这（2017年）之前，我国没有审批、注册进口人工心脏。可能有研究团队从特殊渠道拿到产品，展开科研等特殊用途，但不属于商用或临床运用。”《共识2023》委员会成员之一、浙江大学医学院附属第二医院心脏大血管外科主任医师董爱强告诉“医学界”，我国人工心脏的临床运用，主要走的是自主生产、自主研发之路。

截至目前，我国先后上市4款LVAD产品，各有所长。其中，2017年临床首用、2019年率先上市的一款产品，核心技术、液力悬浮技术引进自日本，在重庆生产，是目前唯一一款同时获准长期和短期植入的产品。

2021年，我国首个全磁悬浮产品正式上市。研发方介绍，为保证表面光滑，其产品内部有个“鼻锥”部件，要历经数万次精密打磨，一粒灰尘都不能附着。次年7月，具有完全自主知识产权、所有零部件均在中国制造的人工心脏获批临床运用。前述两款产品被获准用于心脏移植前的过渡治疗或短期植入。

今年刚获批的采用单轴磁悬浮技术的LVAD，主打小体积、轻重量，小体型成人和儿童患者都能用。

2021年后，我国心室辅助装置植入数量快速增长。“尤其是2022年后，患者增加很明显。因为产品多了，患者选择就多了。”董爱强说。

我国已有人工心脏“出海”，在美国准备展开临床研究。“前瞻产业研究院”2023年调研称，一些国内企业已进入全球人工心脏研发的第三梯队。

“中国心衰人工心脏治疗的时代已经来临。”2022年6月，中国工程院院士、国家心血管病中心主任胡盛寿在《心室辅助装置治疗心力衰竭现状和未来思考》中表示。

手术更精妙，术后管理更成熟

和设备进步并行的，是植入技术和管理理念不断优化。

早年，人工心脏植入术会采用传统方法，于正中开胸，竖直切口长约20厘米，从患者脖子下方，延伸至肚脐上5厘米处。如今，有些医生只需在左前胸、右前胸分别开一个五六厘米的刀口。通过肋骨间隙进行手术，不用锯断骨头，就能完成人工心脏的嵌入、缝合。

手术技巧则越来越精细。比如，一项企业主导的术后并发症统计显示，比起血栓、出血，人工心脏引发的最多问题，是绝缘电缆相关的伤口感染。一些手术团队不断琢磨，发现连接血泵和控制器的电缆若是斜着穿透皮肤，感染几率会降低。

“植入只是很小一部分工作。更难的是术后管理和随访，要帮助患者顺利回归家庭。”董爱强说，患者出院时，其医疗团队会交代很多事。乘坐公共交通要避开安检仪器，洗澡注意别弄湿控制器。如果突发心梗骤停，千万别做胸外按压。“我们不光教患者，还要教家属，甚至当地医院医生。”

董爱强、黄克力所在团队都会给植入者建立“聊天群”，里面有主刀和管理医生、护士，以及厂家工程师。患者可以咨询问题，汇报一些数据。医疗团队定期提醒其回来复查，调整设备参数等。

中国医学科学院阜外医院最新的单中心随访结果显示，我国的心室辅助装置植入术后1年、2年、3年生存率，分别为94.7%、92.0%和90.7%，接近心脏移植治疗效果。“人工心脏或能替代心脏移植”等说法甚嚣尘上。

黄克力表示，“人工心脏和心脏移植是两种不同的治疗手段，不能说谁替代谁。前者的适应证更窄、不适于全心衰竭者。全心衰的病人需要全人工心脏的植入，现在正在临床研发阶段。此外，每个患者的治疗要求不一样。有些人因为电源、感染等细节，觉得人工心脏不方便，带机几年还是想做心脏移植。有的人顾虑心脏移植后要吃免疫抑制剂，会增加恶性肿瘤、肝肾功能损害等风险，以及移植物衰败问题，更倾向于人工心脏。”

先做精做深，再做大做强

2021年5月，国家卫健委发布《心室辅助技术管理规范（2021年）》，规范医疗机构及其医务人员开展心室辅助技术。同年末召开的第二届重症心脏病大会上，国家卫生健康委医政司医疗质量与评价处处长马旭东提出，要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，让心衰患者受益。

“当下颁布《共识2023》意义重大，有助于进一步规范、有序、持续地将人工心脏植入做下去。”董爱强解释，它明确、梳理了一系列医疗细节和问题，包括适应证、绝对禁忌证等，并解读了术后管理等细节。相较于《中国心力衰竭诊断和治疗指南（2018年）》，《共识2023》针对LVAD植入的描述更具体，针对性、操作性更强。

黄克力认为，未来一段时间内，LVAD手术量可能会增加，但不会出现手术量“井喷”，价格或是主要阻力。“在我国，目前植入人工心脏者多是因扩张性心肌病致心衰。我们把这部分病人做精、做深，总结出经验，医疗投入、医保报销或随之而来。那时，我们再去做其他终末期心脏病。使用量增加、产品继续更迭，费用会下降的。若现在就主张大幅降价，可能影响创新、无异于杀鸡取卵。”

董爱强、黄克力等还提出，《共识2023》提醒我们，不要重蹈别人的弯路，要避免技术快速地遍地开花而降低有效率。

《中国循环杂志》述评显示，截至今年3月，全国有70家医院、共完成363例LVAD应用。植入数量超过10例的有8家；10家医院植入数量在6-9例。其余42家医院的植入数量为1-5例。

黄克力表示，《共识2023》提出，每个中心都能独立且同质完成植入。这涉及到组建人工心脏植入团队，包括心脏外科、心内科、麻醉、护理、心理健康等多专业人员，共同照护患者，将手术一例例开展下去。

产品本身也有进一步精进的空间。“第三代人工心脏不会是终结版技术。”黄克力说，比如，人工心脏的生物相容性和血液抗凝性或能再提升，电池的续航能力会明显加强，从充一次用6-8小时，增至10小时及更长。无线充电设备可能问世。国外有公司通过60天的体内临床前研究，已经成功验证“无线充电”技术的可行性。届时，植入者不用再随身带包、兜着控制器和电池了。

资料来源：

[1]植入式左心室辅助装置手术技术与策略. 中华胸心血管外科杂志. 2023,39(5):279-282. DOI:10.3760/cma.j.cn112434-20220920-00303

[2]中国左心室辅助装置候选者术前评估与管理专家共识（2023年）. 中国循环杂志. 2023年8月第38卷第8期（总第302期）

[3]心室辅助装置治疗心力衰竭——现状和下一步思考. 中国循环杂志. 2023年8月第38卷第8期（总第302期）

[4]心室辅助装置治疗心力衰竭现状和未来思考. 中华心力衰竭和心肌病杂志. 2022，6(2)：77-79.

[5]比起芯片，这个领域的卡脖子更“要命”. 新华社

[6]2023-2028年中国心血管接入器械行业市场前瞻与投资战略规划分析报告. 前瞻产业研究院