医工交叉解心源性猝死防治难题

心血管病是我国城乡居民主要的死因之一，患者数量高达3.3亿。其中，心源性猝死是心血管病导致死亡的主要原因，且我国心源性猝死人数在全球居首。约80%的心源性猝死是由恶性心律失常引起的，其病理机制非常复杂且尚未完全清楚。心源性猝死发作突然，黄金抢救时间不足5分钟，因此院外抢救成功率很低，不足1%。这也是目前全球防治心源性猝死面临的难题。此外，现有的相关医疗技术和器械被国外高度垄断，导致我国在自主研发方面很难取得突破。

面向国家战略，在国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等资助下，武汉大学人民医院心血管医院江洪教授团队对心源性猝死开展了从机制探索、预警和治疗策略到临床转化的系统性原创研究，取得了一系列重要进展。

立足国际科学前沿

自主神经是神经系统的关键组成部分，主要负责内脏器官的调节，对心脏的生理功能，如心脏节律、心脏收缩力和心电生理等有着重要的调节作用。研究自主神经在心源性猝死中的作用机制处于国际学术前沿。通过联合自主神经相关指标进行早期快速检测和危险程度分级，旨在提高对心源性猝死的救治率。此外，进一步创新研发安全、有效的自主神经干预策略，对推动心源性猝死防治的技术创新转化，并打破国外市场垄断具有重要意义。

在心源性猝死防治国际前沿领域，江洪团队历时十余年攻克难关，提出了“自主神经再平衡理论”，成功建立了与心源性猝死相关的快速检测技术和预警体系，开发了无创、便携的快速检测技术，用于监测神经免疫代谢的关键指标，并构建了基于自主神经指标的心源性猝死预警评分体系。此外，他们还创建了系列神经调控策略，用于心源性猝死的防治，推动了自主神经调控在防治心源性猝死领域的创新转化和临床应用。团队无论在疾病诊断还是疾病治疗研究上都取得了重大突破。

▲江洪团队获得湖北省科技进步奖一等奖

基于课题攻关，团队有200余篇创新研究成果在《循环》（Circulation）、《美国心脏病学会杂志》（J Am Coll Cardiol）等心血管知名期刊发表，制定《循环》国际专家共识等11部。此外，他们获得了包括2011年华夏医学科技奖一等奖、2018年和2022年湖北省科技进步奖一等奖在内的20余项奖项，并获得了27项国家发明专利和2项国家医疗器械注册证。通过举办超过100次各类继续教育项目、培训班和学术会议，团队在全国范围内推广了关键技术成果，已有超过40家大型三甲医院采用，有效提升了心源性猝死的防治水平，取得了良好的社会效益。他们还积极与哈佛大学医学院、美国梅奥医学中心、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校、澳大利亚帕斯皇家医院等多个国际医学中心展开合作交流，有力推动中国心源性猝死神经调控策略走向国际化。

诊断治疗双管齐下

系列基于自主神经的心源性猝死预警体系和无创神经调控技术是课题攻关取得的关键技术成果。江洪介绍，心源性猝死就像“炸弹爆炸”，自主神经失衡尤其是交感神经过度激活犹如“炸弹引线”被点燃。“炸弹引线”异常放电可加重心脏本身病变，触发恶性心律失常，导致“炸弹爆炸”发生心源性猝死，对人体危害极大，且在医院外并无理想的快速识别和即刻防治措施。

在疾病诊断方面，心源性猝死发作突然且进展迅速，为及时识别和预警“炸弹引线”和“炸弹爆炸”，江洪团队致力于构建基于自主神经指标的快速检测和分层评估，做好中国人的心源性猝死预警体系。

团队通过交叉融合创新，成功研发的基于自主神经指标的便携快速检测技术，为心源性猝死的快速诊断和风险预警提供了支持。相关技术具有操作简单、灵敏度高、特异性高、检测速度快（5分钟内输出结果）、多指标同步检测（多达10个）的优势，满足了对心源性猝死风险快速预警的需求。将检测系统与蓝牙模块整合，借助智能手机APP，团队开发了一种仅手机大小的便携式设备，实现了关键分子指标的数字化和可视化监测。经临床研究证实，相较于传统检测方法，此智能便携检测系统的灵敏度提高了近2倍，并且具有高达10-17g/mL的检出界限。这项技术有望实现心源性猝死的家庭自测和即时诊断，从而减少患者就医时间和经济成本，提高救治率。

为对心源性猝死的危险程度进行分层和预后评估，团队还建立了基于自主神经相关指标的心源性猝死预警评分体系（Balance评分）。通过采用联合多中心进行外部验证的方式，明确了Balance评分在心肌梗死后心源性猝死预测方面的有效性和准确性，达到了87.1%的敏感性和81.3%的特异性，为治疗策略选择和预测疾病发展趋势提供了有效指导。基于微信小程序实时抓取多维度健康信息，团队还进一步构建了动态、精准和个性化的远程患者健康管理系统，为提高心源性猝死管理和预测能力提供了新的策略。

在疾病治疗方面，为主动及时终止恶性室性心律失常，进而防止心源性猝死的发生，多年来，江洪团队始终致力于用交叉融合的思维和方法来攻克难题，给诱发“炸弹爆炸”的引线装上“冷静开关”，从而实现智能“拆弹”。

心源性猝死的传统干预手段为手术切除损毁，这不仅常会导致手术创伤和出血、感染等并发症，还会使器官永久丧失其本身的生理结构和功能。而江洪团队提出的为过度激活的交感神经“炸弹引线”戴上“紧箍咒”的可逆性调控策略，在正常状态下可以保留器官的生理功能，仅在异常激活状态下进行精准调控，以预防恶性心律失常和心源性猝死的发生。

为给过度激活的交感神经戴上“紧箍咒”，以创新思维为引领，团队锚定了光遗传学技术这项新兴科技，在全球首次采用光遗传学技术调控心脏交感神经防治心源性猝死，给心脏交感神经装上了可人为调控的“光控紧箍咒”开关，用于精准、可逆、可控防治心源性猝死；进一步融合纳米光热材料和光学调控技术，团队研发了无创光学精准神经调控策略；发挥多学科协同攻关优势，针对临床心源性猝死的传统干预策略多为交感神经有创切除或体内植入器械的不足，团队研发了无创神经调控系统，并在全球首次开展非药物、非侵袭性无创神经调控防治急性心肌梗死及心源性猝死的随机对照研究，使心源性猝死风险下降71%。

▲江洪团队研发神经调控新技术的系列研究成果作为封面论文发表

成果具有较好的应用价值和前景。未来人们有望通过手机蓝牙功能，通过APP一键给过度激活的交感神经戴上“紧箍咒”，提前阻止恶性心律失常和心源性猝死的发生。江洪团队与武汉大学物理科学与技术学院还进一步开展医工交叉融合研究，优化系统能源供应，提出了“自供电可穿戴神经调控系统”理念，通过收集人体活动的机械能转化为电能为调控系统供电，并研发了基于压电纳米发电技术的自供电神经调控系统，克服了传统医疗器械需持续的能源供应而电池寿命有限的掣肘。

这意味着，通过中国学者在心源性猝死创新转化研究方面的不断拓新，可穿戴式自供电智能监测调控一体化设备防治心源性猝死有望成为现实。

实现国产化替代应用

将成果产业化是江洪一直着力实现的目标。目前，他主导建设的自主神经调控湖北省重点实验室、武汉大学心脏自主神经研究中心已认证通过。团队与武汉大学物理学院、化学院、生命科学院、人工智能研究院等深入交叉合作，研发了无创光学调控、无创电学调控、无创神经调控系统等用于防治心源性猝死的新技术。

并且积极响应医院交叉融合创新举措，以创新服务人民健康事业，团队联合研发并率先应用首款国产脉冲电场消融系统对心律失常精准“电疗”。

据悉，这一系统是全球首款基于磁定位导航并且集三维建模、标测、消融于一体的脉冲电场消融系统。不同于传统的消融技术，这一系统具有消融速度快、手术时间短、靶向性更强、安全性更高等优势，利用“高压电”精准、快速“电疗”病变部位，可显著提高手术效率，同时降低患者的不适感，可实现100%肺静脉即刻隔离成功率、88.08%术后6月治疗成功率；并且江洪团队开展首项临床队列研究，证明该系统具有高心肌组织选择性消融，不损伤自主神经结构及功能，降低心律失常及心源性猝死发生风险。同时系统手术适应症广、学习曲线短、手术操作流畅，可实现绿色电生理手术，显著降低职业风险。

▲江洪团队率先应用首款国产脉冲电场消融系统治疗心律失常

相关产品通过创新医疗器械特别审查程序（绿色通道），获国家医疗器械注册证2项，成为国内首款获批上市的心脏脉冲电场消融类产品，实现电生理高端医疗器械的高度国产化替代应用，扭转对进口产品依赖的局面。新型脉冲电场消融系统的独特优势和在临床上的突出表现，给心律失常的精准治疗带来革命性的改变，为世界心律失常治疗领域贡献了宝贵的中国方案。

通过课题攻关，以国家级重点学科和国家临床重点建设专科心内科为核心，江洪领衔组建了武汉大学人民医院心血管医院，这为神经调控策略防治心源性猝死的应用和推广提供了坚实保障。

武汉大学人民医院心血管医院倾力打造集心脏介入诊疗中心、心脏急危重症诊疗中心、心血管疾病远程诊疗平台、临床标本库及大数据中心、多学科交叉融合平台为一体的心血管疾病疑难病症中心，具有强大的专科实力和鲜明的专科特色。在2018—2022“中国医院/中国医学院科技量值”五年榜居全国第二，学科活跃度全球医院排名第四。

学科拥有国家突出贡献专家、国家“万人计划”科技创新和百千万工程领军人才、教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、国家“万人计划”青年拔尖人才、国家有突出贡献中青年专家等国字号人才20余人。主持和承担国家“973”计划、“863”计划、国家“十二五”科技支撑计划、国家重点研发计划重大慢性非传染性疾病防控研究、国家重大疾病防治科技行动计划——心血管病防治专项、国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金杰青项目等各类项目共计200余项。2000年以来以第一完成单位获国家科技进步奖二等奖3项，省级科技进步奖一等奖9项、二等奖13项。

未来，依托武汉大学人民医院心血管医院的发展壮大，江洪团队将继续发挥自身在心血管领域的优势，全面提升创新研究能力和疑难病症诊治能力，向“精而强”的方向发展，为人民群众提供更加优质、高效、精准、便捷的健康医疗服务，更好服务“健康中国”战略和人民健康事业。