CCI创新周讯 | 心血管病最后的战场，心衰器械治疗的黄金十年（下篇）

图4.心衰主要发病机制与器械治疗原理

（注：*治疗方案的循证医学证据待完善）

VAD原理决定临床实际应用时需要从流量、时间与创伤的综合考量：人体正常心排出量为4L/min左右，常见的VAD由于原理的不同，流量分为半流量（2-3L/min）与全流量（＞4L/min）辅助。当心衰发生时，心排出量骤然减低。需要循环辅助。常见的有三类场景，综合了创伤、支持时间与流量的综合考虑：

(1)心衰患者上游：救急救命（介入式VAD，常用于急性心衰）

急性心衰的临床场景在临床中多见（见图5）：

①慢性心衰进程中，即使在慢性心衰早期，当合并呼吸道感染时也会导致急性心衰发作，

②急性心梗等突发心血管疾病患者中，或，一些冠心病的特殊病变，如左主干、左前降支回旋支的近端重度狭窄等，可能在PCI术中（又称高危PCI）球扩时引起左心大面积缺血导致的心源性休克。

③心外科术后低心排综合征。

④等待心脏移植患者中，移植之前对整个心功能有相应的要求，需要体外VAD进行心功能调整。

⑤各种原因的急症，如外伤，等原因导致的急性心功能不全。

患者心脏有一部分泵血功能，但不满足全身脏器灌注需求时，需要半流量短期（1周以内）支持即可满足患者循环辅助需求，常见于各种原因导致的急性心衰的抢救、急性心梗预防休克或休克抢救。由于一线抢救常见于内科、急诊科室，从操作简便性而言，股动脉穿刺的经皮路径是对于几乎所有临床科室门槛最低的操作，最适合应用的是介入式VAD（如impella）。需要提到的是，目前国内常用的IABP虽然能通过反搏增加冠脉及脑部血供，但是流量仅几十毫升，当休克发生时流量不足以维持脏器灌注。而急性心排量不足的情况下，如果不对各重要脏器进行第一时间的血液灌注维持，由于心-肾综合征会导致急性肾脏灌注不良从而导致急性肾功能损伤（AKI），从而直接影响患者的近期与远期转归。

从临床角度综合考虑，应第一时间快速进行循环干预，且干预时间越早患者转归越好。近年的临床指南趋势显示，短期VAD的干预时间点趋势逐渐向一线发展，从休克发生时→预防性高危PCI→STEMI一线预防的方向发展：JACC心衰治疗指南(2013)，经皮或体外心室辅助装置可作为HFrEF患者出现急性、严重的血液动力学损伤时的短期机械循环辅助疗法(IIa)；2011 年 ACCF/AHA/SCAI 经皮冠状动脉介入治疗指南、2015 年 SCAI/ACC/HFSA/STS 关于在心血管疾病管理中使用经皮机械循环支持的临床专家共识，推荐用于高危PCI患者的术中保护；2018 年 ESC/EACTS 心肌血运重建指南，推荐用于心功能不全的急性冠脉综合征患者。

由于介入式VAD的经皮的微创优势，带给介入式VAD最接近一线治疗的优势。同时由于技术层面的天然物理限制，介入式VAD难以做全流量长时间（7天以上）的循环支持。这是因为人体股动脉有直径的解剖上限，当血泵做的足够小到可以伸入人体股动脉时，需要把血泵泵头位置的叶轮尺寸做小（几毫米）。而如此小的叶轮为了保证2L以上的流量，通常转速达到每分钟2万转以上，必然引起相关溶血并发症。所以，介入式VAD的优势在于“救急”与“预防”，在临床急诊、内科病房或介入导管室内出现急性心衰、突发休克时，介入式VAD可以快速抢救，待患者循环稳定后进行下一步治疗。

介入式VAD采用轴流旋转式血泵技术，可经介入导管植入人体进行短期循环支持。目前市面上已有的介入式VAD只有Abiomed的Impella系列，包含已经过的FDA、CE批准用于临床左心辅助的2.5、CP、5.0、5.5、LD型号和右心辅助的RP型号，临床试验阶段的下一代产品ECP型号。两款介入式VAD（Impella 2.5 和 Impella CP）主要针对微创的高危PCI保护与心源性休克短期治疗市。Impella能够直接降低心室体积(前负荷)，并且能够一定程度地增加循环血流量。临床试验显示，矫正患者病情严重度后，Impella相比IABP 可更有效地稳定血流动力学且和更高的生存率相关。

介入式VAD趋势：更小创伤性、更快的介入方式、更早的干预时机

自从2015-2016年impella在FDA获批高危PCI的适应症以来，在心内介入领域的渗透率与使用患者逐年高速增长。截止目前，所有PCI术中impella的渗透率达到19%，高危PCI中渗透率达到34%，美国医生调研显示，无论心内、心外科，医生均认为impella会在未来2-3年内持续高速增长，渗透率将达到总PCI手术量的27%。美国心内科医生高危PCI中使用impella的比例高达64%，其中单独使用impella达到57%，而传统手段IABP的使用比例已经萎缩至28%。

在行业发展趋势上，介入式VAD再不断的技术迭代——持续的器械小型化与血液相容性提高。临床试验中的Impella ECP是目前世界上最小的心室辅助装置，介入尺寸仅 9 F（3 mm），尺寸降低与更简便的输送系统，减少了血管并发症；ECP泵头在主动脉内可扩张到18 F直径，叶轮运转直径变大后流量可达到3.5 L/min以上，血液相容性明显提高。

同时，临床研究逐步以有力的循证医学依据推动了适应症扩展并将VAD干预时机提前，最近的两个重要研究是：

①PROTECT IV：基于这个临床研究的证据，高危PCI的目标市场空间扩张＞3倍。

②STEMI-DTU RCT：正在进行的STEMI DTU研究， 是一项前瞻性、多中心、双臂随机对照试验，试验计划招募 668 名接受 STEMI（ST 段抬高型心肌梗死）治疗的患者，之前的预实验显示，Impella 在冠脉再灌注前使用可减少梗塞面积。有望在未来获批STEMI循环支持适应症后进一步扩展市场，占据约25%的STEMI患者市场。

图5. VAD临床需求区隔与患者流

(2) 心衰患者中游：桥接过渡（中期/体外式VAD，常用于急性心衰进展）

当患者持续心排量不足需要较长时间（1周到1个月）心功能才能恢复，常需要桥接到全流量支持。常见的桥接治疗，包括过渡到康复（Bridge-to-Recovery, BTR）、过渡到临床决策（Bridge-to-Decision,BTD）、过渡到移植（Bridge-to-Transplant, BTT）。BTR常见于爆发性心肌炎、心外科术后低心排等情况；BTD常见于难以明确原因的急症，患者循环不稳定且短时间内难以恢复，需要稳定循环状态后给临床医生留出充足时间进行进一步诊断和治疗；BTT常见于心脏移植等待供心过程中患者心功能不佳的循环支持。

桥接过渡的患者特点是半流量循环支持不足以长时间维持机体灌注，且由于病情较重，全身对于流量要求高、对溶血等并发症敏感度高，所以患者必须长时间、全流量、高血液相容性循环灌注支持，保证各脏器机能正常。需要注意的是，桥接过渡也有时间敏感性，对于开始循环辅助的时机，对患者的预后也有极其重要的影响。心脏手术后患者出现休克，若从最初脱离体外循环到进行循环辅助过渡治疗之间的时间超过6个小时，则生存率就从44%降低到14%^[5][17]。尽早使用循环辅助装置被认为能提高患者最终脱离辅助装置和出院率^[4]。若建立循环辅助过晚，将导致疾病严重程度和器官功能不全的加重，生存率也将随之降低^{[1][5][18][19]}。如果患者在开始短期循环辅助之前已发生心脏停搏，患者的生存率从47%降至7%^[5][17]。

体外式VAD趋势：更高的血液相容性、更安全的桥接辅助

为了保证全流量支持，VAD需要扩大叶轮体积以增加泵血效率；同时为了长时间支持与高血液相容性，VAD需要降低血泵叶轮转速与优化流道，这就使得从机械原理上，负责桥接过渡治疗的中期VAD体积难以做到经皮VAD那样小，插管方式与ECMO相似。但是由于VAD可以进行左心室去负荷，在心衰患者的治疗上明显有利于患者心功能的恢复。与长期VAD（植入型VAD）相比，短期桥接的患者大部分都会康复或后续其他治疗，对于中间过渡环节，是否需要开胸植入的创伤代价及超高的自费价格，都是临床决策中综合考虑的重点。

目前市场上的体外人工心脏大多为离心式旋转血泵，为不断优化血泵中叶轮机械支撑点造成的血液损伤问题技术有过多次迭代，最新一代体外VAD为磁悬浮技术。磁悬浮血泵能在消除机械接触的基础上，保证转子和其它部件之间可以具有可控的、较大的血液流动间隙，减少叶轮转子在运动中对血细胞造成的伤害，提高长期血液相容性相关的长期循环支持安全性。以雅培的CentriMag为代表的体外VAD，可进行长达30天的各类中期循环支持，其他临床常见的中期支持VAD还包括ECMO, impella 5.0/5.5，tandemheart等。

(4) 下游：长期替代（长期/植入式VAD，常用于终末期心衰）

当慢性心衰进展到终末期等待心脏移植时，由于不适合心脏移植、供体不足或供体等待时间过长，可考虑植入长期VAD。心脏移植是终末期心衰有效治疗手段，但因供体匮乏催生最早期VAD的研发。近年来，临床研究数据显示长期VAD的临床效果接近心脏移植的长期生存率，对于终末期心衰的替代治疗，或终点治疗（destination thrapy, DT）逐渐成为长期VAD的主要适应症。

植入式VAD趋势：更长期的辅助支持、终点治疗

心脏移植是终末期心衰有效治疗手段，但因供体匮乏，全球每年实施心脏移植手术约5000余例，美国每年实施2000多例移植，我国心脏移植的供体来源更加困难，目前不到500例。VAD性能主要取决于血泵内的转子的支承方式，从早期的搏动泵，到二代机械接触轴承式（雅培的heartmate II）、流体动压轴承式（美敦力的HVAD），第三代为全磁悬浮式（雅培的heartmate 3）。

随着技术迭代，在患者远期生存率和生活质量上有了明显的提高。根据临床统计，目前Heartmate 3的患者3年内生存率已超过心脏移植，且前3年生存率高于心脏移植。由于三代全磁悬浮的技术路径，较之二代泵在血液相容性方面有明显提升，远期不良事件的发生率，尤其是血泵导致的血栓相关神经系统并发症（2021年美敦力HVAD因此召回）也呈现出下降趋势。2018年年市场的VAD植入数量中已大部分（80%）被heartmate3所占据，但由于长期植入的特性，植入类VAD的患者管理是关键，目前主要并发症——经皮电缆感染仍有待解决。

适应症之间的迭代方面，长期植入（DT）逐步成为终末心衰治疗的主流。随着医疗管理、病员选择和技术的不断提高，VAD产品的适用范围从心脏移植的过渡（BTT）逐步演变为长期植入的替代性治疗，成为心衰患者的终极治疗手段，逐步为外科医生和心衰患者所接受。