在“护心”征程上奋力突围
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开栏的话近期，2025年度国家科学技术奖揭晓，医药卫生健康和生命科学领域有30个项目获奖。本报自今日起开设“国家科学技术奖特别报道”专栏，呈现相关获奖项目成果，讲述医学科研工作者潜心钻研、攻坚克难的鲜活故事。敬请关注。本报记者吴倩20余年来，中国工程院院士、中国医学科学院阜外医院...
开栏的话
近期，2025年度国家科学技术奖揭晓，医药卫生健康和生命科学领域有30个项目获奖。本报自今日起开设“国家科学技术奖特别报道”专栏，呈现相关获奖项目成果，讲述医学科研工作者潜心钻研、攻坚克难的鲜活故事。敬请关注。
本报记者 吴倩
20余年来，中国工程院院士、中国医学科学院阜外医院院长胡盛寿带领团队，在心脏移植、人工心脏、新药研发等关键领域持续攻关，为众多重症心力衰竭患者点亮生命之光。该团队完成的重症心力衰竭外科关键技术建立及应用推广项目，荣获2025年度国家科学技术进步奖二等奖。
建起心脏移植规范救治体系
20世纪八九十年代，心脏移植技术的出现为重症心衰患者带来一线希望。在发展初期，开展一台心脏移植手术的难度非常高。项目团队成员、阜外医院成人外科中心王现强主任医师介绍，心脏移植需要多学科团队协同作战，还要攻克供心转运保存、术后免疫排斥等多重难题。早期，国内只能零星开展个案手术，患者长期生存得不到保障。为让这项救命技术惠及更多国人，项目团队立足本土患者特征，进行了长期技术攻关。
供心一旦离开捐献者身体便失去能量供应，而不少供心需要跨区域远距离转运。如何拉长供心安全保存时间窗，是全球共同面对的难题。
“过去，国际通用模式是全程使用单一心脏停搏液，供心平均安全保存时长仅4小时，超时就会造成不可逆的心肌缺血损伤。但在心脏移植的不同阶段，心肌状态不相同，所需的保护条件也应‘因时制宜’。”王现强说。为此，项目团队在2004年开创性地提出心脏移植阶段式心肌保护方案。在供心获取阶段，立刻灌注冷高钾停跳液，快速让心脏停止工作，之后一次性灌注UW心肌保护液；在运输保存阶段，换成专用低温保存液，用冰盒低温转运，维持心肌低温保护；在心脏复跳前，改用温血低钾停搏液，促进心脏复跳。这一保护方案将约50%的供心安全保存时限延长至6小时以上。
当供心植入患者体内，人体免疫系统会把移植来的心脏当成“外来入侵者”，诱发免疫排斥反应。我国早年沿用欧美标准免疫抑制方案，但我国患者在体质、体重及免疫反应特点等方面与西方人群存在差异，照搬国外方案易导致免疫抑制不足或过度抑制。经过反复探索，项目团队在2004年推出适配国人的免疫诱导抑制方案。该方案在围手术期使用巴利昔单抗进行免疫诱导，抑制免疫系统对新心脏的早期猛烈攻击，帮患者平稳度过排异高危期；术后再结合国人特点，个体化调整口服免疫抑制剂配伍与剂量，在保护移植心脏的同时保留机体自身免疫力，大幅降低排斥反应发生率。
从供心保护、手术操作到免疫抑制管理，项目团队打磨形成全链条的心脏移植“阜外方案”，为我国建立心脏移植规范化诊疗体系奠定了基础，推动国内心脏移植从零散开展迈向规模化、规范化救治。数据显示，2015年至2025年底，我国累计完成心脏移植手术7500多例，让众多处于绝境的重症心衰患者重获新生。
研发“中国心” 搭起生命桥
受供心短缺、手术准入条件严苛等因素制约，仍有大量重症心衰患者没有机会接受心脏移植。人工心脏的问世，为患者搭建了另一座生命之桥。
人工心脏被誉为医疗器械“皇冠上的明珠”。王现强介绍，它既要具备充足动力推动全身血液循环，又要体积小巧适配人体胸腔，还要规避植入后出现血栓的风险。临床上常用的人工心脏并非完整替换原生心脏，而是植入式左心室辅助系统，依靠机械泵辅助衰竭心脏完成泵血工作。
人工心脏虽然历经三代技术迭代，但全球真正用于临床的产品屈指可数。王现强告诉记者，第一代搏动式人工心脏可以模拟心脏搏动，但设备体积大、植入难度高，机械故障与感染风险居高不下；第二代轴流泵产品体积大幅缩小，植入难度降低，但轴承摩擦容易损伤血细胞，血栓、出血等并发症问题突出；如今作为主流的第三代产品采用悬浮技术与离心泵结构，对血液破坏更小，并发症显著减少。
我国人工心脏研发实现了从跟跑到并跑、部分领域领跑的跨越。王现强坦言，受限于早年工业和科技基础薄弱，我国并未参与第一代人工心脏研发。到第二代产品阶段，以阜外医院为代表的国内团队开始深度介入研发，但产品并未在临床广泛应用。针对第三代人工心脏，阜外医院项目团队联合企业攻关，研发出两款拥有完全自主知识产权的产品CH-VAD、Corheart6。两款产品已进入国际市场，与海外主流产品同台竞争。临床应用结果显示，我国创新产品的综合性能与临床疗效优于国际同类顶尖产品。
然而，研发之路并非坦途。过去，全磁悬浮人工心脏多项核心技术被国外专利封锁，与之配套的植入术式、围手术期管理、远期患者管理方案等领域也几乎空白。
“研发‘中国心’几乎从零开始，项目团队在早期并无十足把握。”王现强回忆，动物实验阶段，电刀操作曾造成血泵骤停，团队随即改变技术参数以适应手术环境；为减轻血液损伤、减少远期并发症，研发人员持续优化泵体流体力学设计。从体外实验到动物实验再到临床试验，历经10余年反复打磨，两款国产人工心脏终于安全有效地应用于临床。
研制出精良的“武器”仅是第一步，改善患者预后还需做好全周期管理。项目团队发现，早期临床实践中，部分患者远期预后不佳，多源于服药依从性差、感染处置不到位等问题。对此，项目团队建立人工心脏植入全周期管理规范，阜外医院专门组建随访团队，对每一名植入患者开展专人追踪管理。
为了给更多重症心衰患者送去希望，项目团队在全国范围内推广人工心脏技术，并力争做到规范化、同质化发展。项目团队牵头制定多项专家共识，覆盖术前评估、重症处置、术后护理等关键环节。截至2025年底，全国推广应用医院超230家，培养人工心脏技术人才1000余人。2025年，我国人工心脏植入数量为1200余例，超同年心脏移植手术量，标志着我国重症心衰治疗迈入人工心脏应用新时代。
直击症结 另辟蹊径
对重症心衰患者而言，心脏移植、人工心脏植入均是终末期的兜底救治手段，无法延缓甚至逆转心衰病程。为此，项目团队希望通过无创药物干预，从根本上破解心衰治疗难题。
药物治疗是心衰临床干预的核心手段，但全球心衰新药研发进展缓慢。目前，临床主流用药仍然沿用数十年前的研发路线。项目团队成员、阜外医院心血管疾病全国重点实验室副研究员周冰莹解释，由于人类心脏样本获取、处理难度极大，过往心衰机制研究与药物研究大多依托小鼠等啮齿类动物开展，大量经动物实验证实有效的创新成果应用于人体时超半数失效。这也让现有心衰药物只能通过减轻心脏负荷缓解临床症状，无法直击心衰发病的核心症结——心肌细胞损伤与功能异常，因而限制了治疗效果。
突破治疗瓶颈，核心在于深度解析人类心肌细胞的特性与致病机制。传统技术无法完成对单细胞的精准检测，直至2009年单细胞测序技术问世，针对人源心肌细胞的研究才迎来关键转机，胡盛寿带领团队开启了漫长探索。但心肌细胞的分离、保存技术壁垒极高，研究推进困难重重。
“心肌细胞对缺血、缺氧环境极度敏感，分离过程中极易失活，传统技术下心肌细胞活率仅为20%左右，难以开展高质量研究。”周冰莹说，为破解这一难题，团队历经数百次试验，成功筛选出可显著提升心肌细胞活率的肌球蛋白抑制剂，同时反复调试分离酶的关键参数，建立起一套成熟高效的人心肌细胞分离技术体系，促使细胞分离活率提升近3倍。
攻克分离难题后，项目团队又面临心肌细胞难以长期保存的行业难题。周冰莹解释，临床研究所用心肌细胞均取自手术废弃心脏组织，单次获取量有限，而一项稍大规模的实验需积累足量细胞。提取的心肌细胞由于体外存活时间极短，通常1至2天内就会死亡，无法满足持续研究需求。
项目团队大胆探索心肌细胞冻存保活技术。周冰莹坦言，由于人心肌细胞结构复杂，此前国际上尚无成功先例，这一思路一度遭到业内质疑。团队反复优化冻存试剂配比、冻存及复苏流程，历经8年最终敲定成熟稳定的专属冻存方案，将心肌细胞存活周期延长至1年，且解冻后细胞活性与新鲜细胞基本无异。
依托一系列自主核心技术突破，2020年，项目团队绘制出成人心脏单细胞转录组图谱，比欧美同类领先成果早发布8个月。这一原创性重大成果，为心衰精准研究打开了全新局面，也让直接作用于心肌细胞的药物研发路线成为可能。
射血分数保留性心衰患者占心衰总人群的50%左右，长期面临无特效药物可用的治疗困境。周冰莹介绍，项目团队以此为核心突破口，通过对比健康人群与心衰患者的心肌细胞单细胞图谱，精准锁定了诱发该类心衰的关键致病靶点，研发出全新机制抗心衰药物。目前，该药物已在动物实验中展现出良好的安全性与治疗效果，研究性新药申请工作正稳步推进，有望填补临床治疗空白。
成人心脏单细胞转录组图谱的科研价值持续释放。“依托这一图谱，我们发现了维持成人心脏稳态的核心细胞亚群，有望借此找到新的治疗靶点。未来，人心肌细胞可作为临床前研究模型，帮助精准预判药物疗效与毒性，提升新药研发成功率。团队将积累数据、搭建虚拟心肌细胞研究大模型，助力心血管疾病精准诊疗与原创药研发。”周冰莹对未来的研究之路充满期待。
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