解密﹃救命神器﹄ECMO

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%。

?下轉(zhuǎn)第8版

南方周末記者　黃金萍

?上接第5版

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）