上海科技奖励研究成果科普化特别报道
文/吴苡婷
《上海科技报》高级记者，中国科技新闻学会科技传播理论研究专委会理事。
随着医疗技术迅猛发展，中国人的平均寿命不断延长，百岁老人的数量越来越多。然而，老年人的健康之路上有一大拦路虎——心脏主动脉瓣的老化和狭窄，它是造成老年人猝死的常见原因之一。
经导管主动脉瓣置换技术（TAVR）被视为心脏治疗领域的第三次革命，具有微创、住院时间短、恢复快的优点。复旦大学附属中山医院葛均波院士、周达新教授团队根据我国患者的特点，设计研发了适用于高钙化及二叶瓣患者的我国首个TAVR瓣膜Venus-A，大大延长了患者的寿命。
老化的瓣膜该如何拯救
瓣膜是人或某些动物的器官中可以开闭的膜状结构，一生开、关超过60亿次。人的心脏内有4个瓣膜，即连结左心室和主动脉的主动脉瓣、连结右心室和肺动脉的肺动脉瓣、连结左心房和左心室的二尖瓣以及连结右心房和右心室的三尖瓣。它们均起单向阀门的作用，使血液只能从一个方向流向另一个方向而不会倒流。
“心脏瓣膜每天都在辛勤地工作，如果一个人活到80岁，差不多经历了30亿次心跳。心脏跳动时，瓣膜会呈现‘开’和‘关’两种状态。30亿次心跳就意味60亿次运动。” 周达新介绍说。随着年龄的增长，心脏瓣膜会出现老化，钙盐沉淀造成心脏主动脉瓣变得狭窄。正常的人主动脉瓣口面积是4~6厘米2，如果主动脉瓣狭窄到1.0厘米2以下，心脏就有可能发生衰竭。在某一节点，可能会出现严重的低血压，发生头晕、胸痛、晕厥，甚至心源性猝死。
据统计，大于75岁的人群中，心脏瓣膜病的发病率为13.2%；80岁以上的人群中，心脏瓣膜病的发病率在20%以上。心脏瓣膜病对人体的健康及寿命的危害程度很大，患者出现症状后若不进行治疗，生存期只有2~3年。随着中国老龄化社会的进程加速，心脏瓣膜病的发病人数还会大幅增加。
心脏瓣膜病是一种物理结构性改变，药物难以起效，只有采用物理方式（如手术治疗）才能进行根本性纠治。目前尚无明确有效的药物可以预防该病。传统的心脏瓣膜修复、置换治疗需要进行开胸手术，经历心脏停搏，对一些高龄、身体虚弱、合并其他多种疾病的患者而言，风险大、死亡率高。一半以上的老年人由于身体虚弱、合并其他基础疾病而无法耐受外科手术。
1989年，丹麦一位年轻医生完成第一例猪经导管主动脉瓣植入。2002年，阿兰·克里比尔教授在法国完成全球首例经皮主动脉瓣植入术，开启瓣膜疾病介入治疗新纪元。2010年，在葛均波院士的带领下，复旦大学附属中山医院率先在国内开展TAVR手术。
量身定制主动脉瓣膜
中国人的主动脉瓣的老化状况与西方人群有很大不同。
周达新介绍：“正常的人主动脉瓣有3个叶片，有一部分群体的主动脉瓣是先天性二叶瓣。中国人先天性二叶瓣的比例要大大高于西方人群，二叶瓣在主动脉瓣老化和狭窄患者中占50%，明显高于西方的5%。”
此外，中西方患者的主动脉瓣的钙化程度不同。西方主要为典型的轻中度钙化的三叶式主动脉瓣患者，而在我国，主动脉瓣狭窄患者二叶式比例高、主动脉瓣的钙化程度高、风湿性患者比例高。
团队与启明医疗器械股份有限公司合作研发了首个适用于我国患者特点的TAVR瓣膜，逐渐摸索高位释放、小一号瓣膜使用、小球囊扩张等原创性手术策略，并先后制定5个TAVR 中国技术规范，建立了针对我国患者特点的综合技术体系。针对亚洲人股动脉比西方人细的特点，团队在亚洲范围率先开展经颈动脉TAVR手术。
TAVR瓣膜（图片来源：启明医疗器械股份有限公司）
TAVR瓣膜只有10多克，对人体毫无负担。术前，它被压成一条线。它通过动脉进入人体，到主动脉瓣的位置会自动打开，直接卡在心脏组织上。它打开以后会立刻工作。值得一提的是，如果TAVR瓣膜失效，可以再放置新的瓣膜，继续工作。“TAVR瓣膜的制作十分复杂。需要选取优质的牛心包或者猪心包，在无菌环境中先对其进行特殊处理，再进行裁剪和缝制，同时加入具有记忆功能的钛合金材料。瓣膜支架需要进行激光雕刻。另外，瓣膜要求冷链运输。” 周达新说。TAVR瓣膜具有高径向支撑力，在瓣叶及高钙化病变情况下，瓣膜支架仍能很好地打开；其收腰设计可减少冠脉阻塞风险；首创的黄金标记点，易于术中瓣膜定位。2015年，团队牵头完成《经导管主动脉瓣置换术中国专家共识》，之后又完成《2020年TAVR中国专家共识》，在国际上率先将低危患者列入TAVR相对适应证，较欧美的相关指南领先。
周达新教授（左四）团队
全球首创自膨胀肺动脉瓣膜
基于Venus -A的相关技术，团队和启明医疗器械股份有限公司合作研发了适合RVOT 扩大术后的自膨胀肺动脉瓣膜Venus-P，为法洛氏四联症、严重肺动脉瓣反流、有自体右心室流出道的先心病术后患者带来了痊愈的希望。2016年，团队牵头完成中国第一部《肺动脉瓣膜专家建议》。2022年7月，Venus-P获中国国家药品监督管理局和欧盟批准上市。
自膨胀肺动脉瓣膜Venus-P的双喇叭口设计能防止移位，可应对各种复杂的心脏结构。团队完成的经导管肺动脉瓣置换手术已有几百例，手术效果可持续10年以上。
目前，自膨胀肺动脉瓣膜Venus-P产品及技术已推广至全球43个国家。
本文相关成果“经导管主、肺动脉瓣置换技术的创新和体系的建立”荣获2023年上海市科技进步奖一等奖。
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