南方周末記者 黃金萍
ICU病人需要24小時(shí)的密切監(jiān)測。左邊的病人用上了體外膜肺氧合治療(ECMO)?!∧戏街苣┯浾摺? 翁洹 ? 攝
吉本花了23年時(shí)間發(fā)明這款機(jī)器、進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn),其間他還曾入伍參加二戰(zhàn),復(fù)員后繼續(xù)投入研發(fā)。
ECMO設(shè)備本身價(jià)格在100萬元到300萬元之間,醫(yī)院采購并不難,但使用成本高。
在新冠肺炎疫情的陰影之下,一款名為ECMO(體外膜肺氧合,Extracorporeal Membrane Oxygen-ation)的體外生命支持設(shè)備,意外獲得公眾前所未有的關(guān)注和期待。
2020年1月22日,武漢大學(xué)中南醫(yī)院首次使用ECMO成功救治一位重癥新冠肺炎患者。ECMO可以替代人的肺臟和心臟功能,在體外進(jìn)行血液、呼吸循環(huán)支持,為患者贏得救治時(shí)間,被稱作“救命神器”。
作為一個(gè)急救類醫(yī)療器械,ECMO此前一直很小眾,產(chǎn)品數(shù)量有限,只有美國、歐洲、日本約十家企業(yè)生產(chǎn)。此前,中國醫(yī)師協(xié)會(huì)體外生命支持專業(yè)委員會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至2018年底,中國僅有260個(gè)ECMO中心。粗略估算,它們持有的ECMO設(shè)備約400臺(tái)。
已持續(xù)三個(gè)月的新冠肺炎疫情,讓ECMO變得炙手可熱。南方周末記者不完全統(tǒng)計(jì),2020年1月下旬-3月上旬,中國在不到兩個(gè)月時(shí)間里進(jìn)口的ECMO數(shù)量已超過100臺(tái)。同時(shí),一批中國醫(yī)療器械公司正緊急投入這一醫(yī)療器械的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
“這次疫情,正好是非?,F(xiàn)實(shí)的教材。”德國品牌ECMO設(shè)備中國代理商李軍對南方周末記者表示,疫情正在為ECMO做一場前所未有的市場教育。
半個(gè)世紀(jì)前的發(fā)明
ECMO并非橫空出世的英雄,它的歷史最早可以追溯到半個(gè)世紀(jì)以前、世界第一例體外循環(huán)心臟外科手術(shù)。
1953年,美國醫(yī)生吉本(John Heysham Gibbon),成功為一名患者實(shí)施房間隔缺損修復(fù)術(shù)。這一手術(shù)的關(guān)鍵在于使用了吉本所設(shè)計(jì)發(fā)明的一個(gè)機(jī)器,短時(shí)間替代患者的心肺功能,輔助血液供氧,實(shí)現(xiàn)體外循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)45分鐘。
這是最早的人工心肺機(jī)。在此之前,吉本花了23年時(shí)間發(fā)明這款機(jī)器、進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn),其間他還曾入伍參加二戰(zhàn),復(fù)員后繼續(xù)投入研發(fā)。
以此作為開端,人工心肺機(jī)兩個(gè)主要部件——氧合器和血泵的材料和技術(shù)不斷向前演進(jìn)和發(fā)展,并陸續(xù)有公司將其商業(yè)化推向市場,之后在醫(yī)療器械產(chǎn)品中開辟了體外循環(huán)支持這一門類。它應(yīng)用人工管道將人體大血管與人工心肺機(jī)連接,從靜脈系統(tǒng)引出靜脈血,并在體外氧合,再經(jīng)血泵將氧合血輸回動(dòng)脈系統(tǒng)的全過程,又稱心肺轉(zhuǎn)流,主要應(yīng)用于心臟、大血管手術(shù)。
吉本發(fā)明的體外循環(huán)支持設(shè)備,被稱為 CPB (Cardiopulmonary Bypass),因其設(shè)備體積大,主要放在手術(shù)室,在有限的心外科手術(shù)時(shí)間內(nèi)暫時(shí)替代人體的心肺功能。
東莞科威醫(yī)療器械有限公司制造ECMO設(shè)備膜式氧合器等耗材,該公司市場經(jīng)理洪眸對南方周末記者介紹,傳統(tǒng)的心臟手術(shù)一般只要幾小時(shí),體外循環(huán)設(shè)備大很多,耗材費(fèi)用也低;ECMO和它的原理其實(shí)是一樣的,但體型更小,而且EC-MO一般要能維持幾百個(gè)小時(shí),所以它們的心泵、涂層等構(gòu)成不一樣。
1971年,希爾醫(yī)生(J Don-ald Hill)及其團(tuán)隊(duì),為一位患成人呼吸窘迫綜合征的患者,提供了3天的心肺功能支持,開創(chuàng)長時(shí)間生命支持紀(jì)錄,開啟了ECMO時(shí)代。
不過,在1979年、1994年,關(guān)于ECMO臨床應(yīng)用的兩個(gè)隨機(jī)對照研究(RCT)顯示,重癥ARDS(呼吸窘迫綜合征)患者隨機(jī)接受傳統(tǒng)通氣或者ECMO治療,組間病死率無明顯差異,這一結(jié)果使得ECMO被冷落一旁,主要應(yīng)用于嬰幼兒的心肺衰竭治療。
直到2009年,《柳葉刀》雜志發(fā)表了第三個(gè)ECMO治療ARDS的RCT研究結(jié)果,表明ECMO組6個(gè)月內(nèi)存活且能生活自理者占63%,比傳統(tǒng)治療組高出16個(gè)百分點(diǎn)。同年,在《美國醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》發(fā)表的一篇治療因H1N1感染導(dǎo)致的重癥ARDS患者的臨床研究顯示,約1/3機(jī)械通氣患者接受了ECMO治療,存活率79%。ECMO的地位開始提升,并越來越多地應(yīng)用于成人。
ECMO性能也在不斷提升,目前主流的ECMO采用了3M生產(chǎn)的一種名為聚甲基戊烯(PMP)氧壓膜的長效氧壓膜,它在長達(dá)兩三個(gè)月運(yùn)轉(zhuǎn)后也不會(huì)出現(xiàn)血漿滲漏或是氧合性能下降。除了呼吸窘迫綜合征、心肺衰竭,ECMO在心臟移植等方面也有應(yīng)用場景。
1990年代,中國也開始了EC-MO治療方法。1993年,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院心血管病研究所、阜外醫(yī)院龍村等8名醫(yī)生,在《中國循環(huán)雜志》1993年第8卷第8期發(fā)表論文《體外循環(huán)膜肺支持療法(附一例臨床報(bào)告)》,介紹他們一例病例在臨床中使用ECMO的過程和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
這篇稿件的收稿時(shí)間是1991年7月,這是中國最早有記錄的使用ECMO的病例。雖然論文說是ECMO,但它仍屬于CPB范疇,所采用的設(shè)備包括循環(huán)機(jī)、膜肺、血氧飽和度儀、溫度檢測儀、心電監(jiān)護(hù)儀等等,都是來自各海外品牌的現(xiàn)場組合。這次治療雖以失敗告終,但是ECMO延長了患者生命,尤其使其肺部病變明顯改善。
直到2002年,中山市人民醫(yī)院才首次使用ECMO救治了一名急性暴發(fā)性心肌炎患者,成為中國內(nèi)地最早一例真正意義上的ECMO支持病例。但此后,這一設(shè)備并沒有得到大范圍推廣,每年新增的ECMO中心在10家左右,2015年才終于突破104家。
2017年6月,中國醫(yī)師協(xié)會(huì)體外生命支持專業(yè)委員會(huì)正式成立,開始在全國開展體外生命支持組織(EL-SO)規(guī)范調(diào)查,了解全國ECMO現(xiàn)狀。這一年,中國的ECMO有了飛躍式發(fā)展,全國共計(jì)有233家ECMO中心,比2016年增加了91家;全年輔助2826例數(shù),比2016年增長了129%。
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南方周末記者 黃金萍
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ECMO主要由膜式氧合器、離心泵組成,李依霖把它類比為鉛筆和橡皮,中國企業(yè)已經(jīng)分別會(huì)做鉛筆和橡皮了,但還沒有能力把它們結(jié)合起來。
到了2018年,中國ECMO中心數(shù)量增至260家、輔助例數(shù)3923例,這一年在國際ELSO注冊的全球ECMO病例數(shù)為10423例,中國約占其中的37.6%,比2017年的占比提高近10個(gè)百分點(diǎn)。
2018年中國人口約占全球的18%,中國ECMO應(yīng)用情況領(lǐng)先全球平均水平。
疫情帶來的機(jī)遇
2020年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情,讓ECMO迎來了高光時(shí)刻。
2020年1月22日,武漢大學(xué)中南醫(yī)院首次使用ECMO成功救治一位重癥新冠肺炎患者。
同一天,在國家衛(wèi)健委印發(fā)的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》(試行第三版),正式將ECMO納入其中,同時(shí)它還出現(xiàn)在中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)推薦的疫情防治所需設(shè)備清單里。
當(dāng)時(shí),中國企業(yè)紛紛通過轉(zhuǎn)產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)的方式,供應(yīng)口罩、防護(hù)服等醫(yī)用防護(hù)用品,但在ECMO設(shè)備擴(kuò)產(chǎn)方面卻難以實(shí)施。
3月4日,在國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制舉行的發(fā)布會(huì)上,工信部裝備工業(yè)一司司長羅俊杰介紹,疫情期間共向湖北發(fā)送了67臺(tái)ECMO設(shè)備,其中29臺(tái)是緊急從國外采購,其余是向各省求援、從各地征調(diào)。
截至3月13日,在中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)推薦的疫情防治所需設(shè)備清單(共五批)中,體外膜肺氧合機(jī)(ECMO)的供應(yīng)商一共有7家,其中只有1家是中國企業(yè)——天津匯康醫(yī)用設(shè)備有限公司(以下簡稱“天津匯康”)。
天津匯康是一家從1993年開始做人工心肺機(jī)的中國企業(yè),其市場部職員劉林對南方周末記者坦言,公司還沒有真正的ECMO產(chǎn)品。公司一直在做體外支持產(chǎn)品,但走的是心臟手術(shù)體外支持路線,設(shè)備采用的是滾壓泵,使用時(shí)間長了血液細(xì)胞會(huì)受損,與ECMO采用的離心泵并不是同一個(gè)技術(shù)路線。
其實(shí)早在新中國成立后,中國的醫(yī)院也啟動(dòng)了體外循環(huán)研究,并研發(fā)出轉(zhuǎn)碟式、鼓泡式氧合器,并有了自己的人工心肺機(jī)。但在“文革”十年,這些研發(fā)被迫停止,技術(shù)也落后于海外。
1980年代,醫(yī)院開始陸續(xù)引進(jìn)國外的體外循環(huán)機(jī)、膜肺、離心泵等產(chǎn)品,展開體外循環(huán)支持臨床。目前,中國醫(yī)療機(jī)構(gòu)所有的ECMO設(shè)備,都來自海外進(jìn)口。
在劉林看來,這一市場格局并不奇怪。ECMO離心泵的研發(fā)成本太高,一般中國民營醫(yī)療器械企業(yè)很難承擔(dān);ECMO耗材費(fèi)用也很貴,使用率也不高。
肖明是廣州一家三甲醫(yī)院的麻醉科副主任醫(yī)師,執(zhí)業(yè)13年,他對南方周末記者表示,迄今自己在本院只見到過2次ECMO病例,都是患者在心臟外科手術(shù)之后仍無法脫離體外循環(huán)設(shè)備,出了手術(shù)室之后使用ECMO過渡。
南方周末記者從多家醫(yī)院了解到,ECMO設(shè)備本身價(jià)格在100萬元到300萬元之間,醫(yī)院采購并不難,但使用成本高。不同品牌的ECMO開機(jī)費(fèi)用從2.5萬元-7萬元不等,主要是包括離心泵頭、管道、膜肺等在內(nèi)的一套耗材費(fèi)用,此外每天監(jiān)測、分析、用藥費(fèi)用,從幾千元到萬元不等,如果患者是在ICU中使用,價(jià)格更高,且在多數(shù)地區(qū)不能納入醫(yī)保報(bào)銷。
“平時(shí)很少人做ECMO,因?yàn)樾詢r(jià)比低?!毙っ鲗δ戏街苣┯浾哒f,這次ECMO臨時(shí)性納入醫(yī)?;鹬Ц斗秶梢允褂玫牟±嗔?,“如果早期插管上ECMO,部分患者可能搶救回來,如果太遲了,并沒有用?!?/p>
李軍的公司,卻在這次疫情中看到了ECMO從小眾走向大眾的希望,他們在這次疫情之后開始內(nèi)部討論,最終決定立項(xiàng)做ECMO。他對南方周末記者說,ECMO應(yīng)用場景越來越廣,急救、ICU等很多科室都要配備,二甲醫(yī)院等也會(huì)加入,未來中國醫(yī)院的采購量肯定會(huì)增加。
國產(chǎn)化難在哪?
南方周末記者從多位采訪對象處了解到,2020年3月初,中國工信部召集了一次電話會(huì)議,有二十多家與ECMO相關(guān)的企業(yè)代表參會(huì),交流各自的產(chǎn)品進(jìn)展和研發(fā)進(jìn)展,國家鼓勵(lì)他們研發(fā)攻關(guān),并表示會(huì)給予支持。
3月5日,廣東藥監(jiān)局官網(wǎng)也發(fā)布消息稱,廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所組織召開國家藥監(jiān)局體外循環(huán)器械重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專題工作會(huì)議,研究開展ECMO標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究,為企業(yè)ECMO研發(fā)提供技術(shù)支持,推進(jìn)ECMO國產(chǎn)化進(jìn)程,填補(bǔ)產(chǎn)品國內(nèi)空白。
接近該實(shí)驗(yàn)室的人士李依霖告訴南方周末記者,目前已經(jīng)有天津、西安兩家主攻膜肺的企業(yè)、一家主攻離心泵的天津企業(yè)與之接洽。
李依霖長期從事醫(yī)療器械技術(shù)工作,在他看來,寬泛地看,中國并非沒有ECMO,ECMO是一個(gè)由不同部件組成的系統(tǒng),一些企業(yè)能夠生產(chǎn)其中的部件,而且這些部件都可以分開注冊、單獨(dú)使用。
ECMO主要由膜式氧合器、離心泵組成,李依霖把它類比為鉛筆和橡皮,中國企業(yè)已經(jīng)分別會(huì)做鉛筆和橡皮了,但還沒有能力把它們結(jié)合起來。ECMO沒有國產(chǎn),國內(nèi)還沒有可用的離心泵,膜肺還未能證明能長期使用,系統(tǒng)也沒能集成。
如果一定要給ECMO國產(chǎn)技術(shù)難度排序,山東大學(xué)電氣工程學(xué)院教授劉淑琴對南方周末記者說,人工心(即動(dòng)力泵)排第一,其次是人工肺(氧合器),然后是控制系統(tǒng)。
劉淑琴今年62歲,此前研究方向主要為磁懸浮軸承理論與高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械,很多人一看到這個(gè)首先想到的是軌道交通。不過她表示自己已經(jīng)研究磁懸浮人工心臟泵十多年了。這次疫情期間,她和團(tuán)隊(duì)做了一款國產(chǎn)ECMO樣機(jī),已經(jīng)完整運(yùn)行了三十多天,正在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。
劉淑琴團(tuán)隊(duì)公開表示,樣機(jī)各項(xiàng)參數(shù)可與德國Maquet產(chǎn)品相媲美,指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。她對南方周末記者稱,ECMO的控制系統(tǒng)集成,通過各種傳感器來測量人體的生理指標(biāo),相當(dāng)于數(shù)據(jù)采集和控制,目前海外品牌還有很大改進(jìn)空間。不過以涉及知識產(chǎn)權(quán)為由,她不愿意透露過多信息。
劉淑琴希望能找到公司合作量產(chǎn)。消息發(fā)出不到一周時(shí)間,她向南方周末記者表示,已經(jīng)有深圳、上海、重慶、成都很多公司找上門來。
劉淑琴坦言,“量產(chǎn)的時(shí)間還很難說,但我們會(huì)全力配合企業(yè),不會(huì)在技術(shù)上耽誤時(shí)間,最后要看企業(yè)情況、拿注冊證的情況。”
洪眸向南方周末記者感嘆,歐美起步時(shí)間早很多,中國醫(yī)療器械企業(yè)很長時(shí)間都在幫人代工,做一些低價(jià)值耗材,哪些賺錢做哪些,民營企業(yè)也負(fù)擔(dān)不起高昂的研發(fā)費(fèi)用。
第三方網(wǎng)站QMED最新發(fā)布的《2019年醫(yī)療器械企業(yè)百強(qiáng)榜單》顯示,全球營收最高的醫(yī)療器械公司還是集中在歐美地區(qū)。美敦力在2019年以308.91億美元依然位居榜首。中國有7家公司上榜,排在最前面的是邁瑞醫(yī)療,以23.09億美元的營收排名第34;洪眸所在企業(yè)的母公司微創(chuàng)醫(yī)療也入圍榜單,排名第63,營收6.64億美元。
ECMO需要時(shí)間和技術(shù)積累,從全球排名前三的ECMO供應(yīng)商看,美敦力全球第一,邁柯唯(Ma-quet)屬于瑞典潔定(Getinge Group),索林(Sorin)則屬于英國理諾琺(LivaNova,NASDAQ:LIVN),兩家公司都是長期專注心血管領(lǐng)域的企業(yè),在百強(qiáng)榜單上分別排29名和50名。
李依霖對南方周末記者表示,ECMO是一個(gè)相對小眾的醫(yī)療器械,行業(yè)未來發(fā)展還很難說。如果不是新冠肺炎,每年手術(shù)病例不多,投資回報(bào)率并不高。最終還是要看企業(yè)的戰(zhàn)略、技術(shù)力量和經(jīng)費(fèi)。ECMO如果能夠國產(chǎn)的話,一系列使用成本肯定會(huì)降下來,但更希望能有大企業(yè)參與。
多個(gè)采訪對象向南方周末記者預(yù)測他們的ECMO國產(chǎn)時(shí)間預(yù)期,從三年到十年不等。洪眸告訴南方周末記者,“各省的企業(yè)、高校已經(jīng)行動(dòng)起來,江蘇、深圳已經(jīng)有公司在申請了,大家熱情很高,人人都在搶,最終要看誰能走在前面。”
(應(yīng)受訪者要求,李軍、劉林、肖明、李依霖為化名)