心脏移植是终末期心力衰竭患者最有效的治疗方式。近10年来，心脏移植外科领域取得了巨大进展，但供体心脏的严重不足始终是限制心脏移植广泛应用的关键问题。随着供心复苏、保存与评估技术的革新，扩展标准供体和循环死亡供体的应用日益增加，供心缺血的安全时限和获取地域范围不断扩大，均显著扩充了供体库，推动了心脏移植数量的迅速增长。同时，心脏移植外科技术和受体围手术期管理领域也涌现出许多新技术，特别是机械循环支持和人工智能的迅猛发展，有望为心脏移植领域带来革命性的变革。本文对近年来美国成人心脏移植的现状与外科主要进展进行综述和讨论，以期为读者提供启示，激发在该领域的持续探索与创新思路。
目前，美国≥20岁心力衰竭（心衰）患者超过670万例。预计到2030年，美国心衰患者占总人口的比例将从2012年的2.4%上升至3.0%，影响超过800万名≥18岁人群[1]。1967年，Christiaan Barnard 医生在南非成功实施了人类第1例同种异体心脏移植[2]。1968年，Norman Shumway医生在斯坦福大学医院完成了美国首例心脏移植[3]。经过50多年的发展，心脏移植已被公认为治疗终末期心衰的最佳疗法。当前，北美地区心脏移植患者的1年生存率已超过91%[4]，中位生存时间超过14.8年[5]。然而，可用于移植的心脏数量仍然远远无法满足终末期心衰患者的巨大需求。近年来，心脏移植领域取得了显著的技术进步，特别是在供体捐献技术方面的进展，显著扩大了供心来源，使更多患者得以接受心脏移植。在受体端也涌现出一些新的外科和围手术期管理技术，提高了心脏移植疗效。本文旨在综述美国成人心脏移植的现状与外科方面的进展，包括循环死亡供体的应用，新的供心获取、复苏、评估与保存技术，移植新技术，多器官联合移植，围手术期机械循环和人工智能应用等外科医师关注的领域。
1 美国心脏移植现状概览
根据美国器官共享联合网络（United Network for Organ Sharing，UNOS）提供的公开数据（
表1
2021—2023年度美国心脏移植数量（按受体病因分类，例）
2018年UNOS对供体分配系统进行了重大改革，相较于接受持久机械循环支持（mechanical circulatory support，MCS）的候选受体，强调将供心优先分配给使用短期MCS的候选受体，因其医疗需求更迫切[9]。此次改革显著缩短了使用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）候选受体的等待移植时间，中位等待时间由10 d缩短至5 d，并将30 d与6个月生存率分别从76.4%和74.6%提升至94.2%和90.6%。同时，使用持久左心室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）的心脏移植受体比例由41.8%下降至21.2%，在等待名单上接受LVAD的候选受体比例也从14.5%降低至10.8%。此外，对于病情更为危重的一级和二级候选受体，供心的来源范围扩大到500英里（约805 km），以期更公平地利用心脏移植资源。此次系统改革对候选受体的等待时间、心脏获取距离及缺血时间等方面产生了显著影响：中位等待时间从93 d缩短至41 d；供心中位获取距离从83英里（约134 km）增加至225英里（约410 km）；供心中位缺血时间从3.0 h延长至3.5 h。尽管受体的住院时间有所延长，但出院前的急性排斥发生率基本持平（11.9% vs. 11.7%）。术后30 d、90 d和180 d的生存率在政策变更前后基本相同，消除了对于高危患者可能会恶化心脏移植结果的担忧。
2 心脏移植供体捐献技术的现状与进展
2.1 循环死亡后捐献供体心脏的应用
器官捐赠可以在患者死亡后进行，医学和法律上的定义有两种方式：（1）不可逆的脑功能停止；（2）永久性血液循环停止[10]。脑死亡后捐献（donation after brain death，DBD）供体是通过反复神经学检查确认包括脑干反射消失和脑血流缺失的捐献者。循环死亡后捐献（donation after circulatory death，DCD）供体则是那些具有不可逆重度神经损伤但未完全符合脑死亡标准的捐献者，通过体检或动脉内压力监测确定循环停止[10]。1967年Christiaan Barnard完成的首次心脏移植手术使用了DCD捐献者的心脏[2]。但由于对DCD供体心跳停止所导致的缺血损伤的担忧，DCD心脏的应用被暂停，成人心脏移植长期仅采用DBD供体心脏。但为减少等待移植患者与可用心脏之间的巨大差距，2014年澳大利亚医师开始重新采用DCD心脏移植[11]。之后，进行DCD心脏移植的医疗机构和手术案例逐步增加。美国关于DCD心脏移植的主要经验源自器官护理系统（Organ Care System，OCS）的临床试验，2023年发布的试验[12]结果显示，DCD与DBD心脏移植的早期生存率相似。该试验报道了180例患者的临床结果，这些患者按3∶1的比例随机分配到DCD心脏移植组或常规DBD心脏移植组。DCD供心使用TransMedics OCS进行离体供心机械常温灌注（后文介绍）。DCD组受体6个月生存率为94%，DBD组为90%。DCD组严重原发性移植物功能障碍（primary graft dysfunction，PGD）发生率为15%，而DBD心脏组为5%。其他研究[13-16]结果也证实，使用DCD心脏的6个月生存率、并发症发生率与传统DBD心脏相似，为91%～95%。重要的是，应用DCD供体的医疗机构可显著增加心脏移植数量，缩短患者等待移植的时间[17]。Madan等[16]估算DCD供体应用可使美国每年增加300例成人心脏移植。近5年美国DCD心脏使用量迅速增加，2018—2023年分别为0例、7例、107例、205例、343例、612例（数据来源于UNOS公开资料，
DCD心脏捐献的过程通常在控制性撤除生命维持治疗（withdrawal of life-sustaining therapy，WLST）后进行[10]。由与移植团队或器官潜在受体无关的医疗专业人员做出WLST的决定，该决定必须是独立于器官捐献可能性的。在WLST之前3～5 min给予患者3万单位普通肝素抗凝。在WLST过程中要给予患者完善的治疗，保障患者舒适。患者循环停止（无脉搏或动脉线平坦）时首次宣告死亡。若继续器官捐献，设有5 min观察期以排除自发生命迹象恢复可能，无生命体征则第二次宣告死亡。5 min观察期足以排除自发生命逆转可能[18]。只有第二次宣告死亡后，移植团队才能接管供体的捐献工作，启动外科获取器官程序。美国各医疗机构根据自定DCD政策执行，但遵循上述基本原则[19]。WLST可在ICU、麻醉恢复室或手术室进行，根据机构规定而异。WLST后的观察时间窗为60～120 min不等，仅在此期内宣告死亡者可进入器官获取流程；否则，患者将继续接受治疗，不可进行器官捐献。
对于心脏热缺血的标准及其容许时间窗，不同医疗机构有各自的规定[20]。例如，斯坦福大学心胸外科将WLST后收缩压下降至50 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）视为功能性热缺血（functional warm ischemic time，FWIT）的起始，灌注低温心肌保护液时刻为终止，其容许的时间窗限定在≤30 min[21]。这表示，如果供体的收缩压降至50 mm Hg后的30 min内未被宣布死亡，则必然超出了FWIT的允许时限，该供体心脏不再适用。倘若供体的收缩压在降至50 mm Hg后反弹升高超过该值，FWIT的计时将重置，从下次收缩压降至50 mm Hg时刻起重新计算。FWIT对器官质量有显著的负面影响。大部分FWIT发生在宣布患者死亡前，移植团队无法改变。但患者宣布死亡后至心脏开始灌注（DP-MP技术灌注低温心肌保护液，TA-NRP技术灌注氧合温血）的间隔时间可通过娴熟的外科技术和团队协作而缩短。因此，DCD心脏获取、复苏与评估需要由经验丰富的外科团队实施[10]。DCD心脏获取流程示意图见图1。
图1
循环死亡后捐献供体心脏获取流程示意图
ICU：重症监护室；PACU：麻醉恢复室；OR：手术室；WLST：撤除生命维持治疗；FWIT：功能性热缺血；DP-MP：直接获取后机器灌注；TA-NRP：胸腹常温区域灌注；OCS：器官护理系统；HOPE：低温氧合灌注；SCS：静态低温保存
2.2 离体供心常温机械灌注—TransMedics器官护理系统
TransMedics OCS（TransMedics Inc.，美国）是美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）唯一批准临床应用的离体心脏机械常温灌注平台[22]。该系统能够实现心脏复苏、优化组织内环境、缩短冷缺血时间、评估供心状态和功能，进行冠状动脉造影。TransMedics OCS为DCD心脏DP-MP提供了技术支持，是DCD心脏应用最广泛的技术；延长了DBD和DCD供心离体的安全时限，为实现长途运输提供了新手段。
TransMedics OCS由心脏控制单元、心脏灌注单元与心脏灌注液体套装3大功能单元构成，包括无线监控器、液体输送系统、灌注模块、除颤器、血气分析仪、血液采集套装、心脏停搏液套装等部件；见图2a～c。不论是DBD还是DCD心脏，使用该系统前，需通过供体右心房插管收集1.2～1.5 L血液。切除供心前，使用TransMedics推荐的心肌保护液（Bretschneider HTK液或del Nido液）顺行性灌注心脏。供心切除和检查后，需闭合未闭的卵圆孔、上腔与下腔静脉、右心房插管处，然后将供心主动脉与OCS主动脉接口连接，主肺动脉通过插管连接至血液贮液器。供体血液在加温至34℃并氧合后，泵入升主动脉以实现冠状动脉灌注，之后通过冠状静脉窦、右心房、右心室、肺动脉流回贮液器，再次经过OCS氧合后泵回主动脉，建立血液循环；见图2d。灌注回路中加入胰岛素、抗生素、白蛋白、甲基强的松龙、碳酸氢钠、多种维生素、电解质、葡萄糖和甲状腺素等。供心通常在温血灌注后短时间内恢复跳动，若发生心室颤动可施以直流电击。此外，放置双心室外膜起搏导线并连接起搏器，设置心室按需起搏（VVI）模式下心率80次/min。监控器实时显示主动脉压、冠状动脉流量、温度、血氧饱和度、肺动脉压、血细胞比容和心电图等参数；见图3。供心在OCS温血灌注期间，通过监测血流动力学参数、心电图和生化参数（血气分析、电解质和葡萄糖）进行评估。为调整血流动力学以及扩张冠状动脉，可泵入适量的肾上腺素和腺苷，并通过调整主动脉灌注流量，将冠状动脉流量维持在650～850 mL/min（并非真实的生理流量），主动脉压维持在65～90 mm Hg。同时，需及时纠正电解质紊乱和酸碱失衡，补充能量物质。监测动、静脉血的乳酸水平及其变化趋势和差值，以确定心肌乳酸摄取率，这是评估供心可用性的重要指标。最终判断OCS复苏的供心是否适合移植的标准包括：视觉评估心脏收缩力良好、血流动力学参数稳定、动脉和静脉血乳酸持续下降，以及动脉乳酸高于静脉乳酸[12]。相对较低的静脉乳酸水平表明乳酸吸收良好，反映心肌灌注充足[23]。但如供心收缩能力降低，伴随持续的血流动力学不稳定如主动脉压力增加，乳酸持续上升并>5 mmol/L，这提示心肌损伤及其相关的冠状血管阻力增加，这样的心脏应该被弃用。当供心被运送至受体的手术室且受体已准备好进行植入时，首先降温并移除主肺动脉插管，打开下腔静脉。接着关闭OCS血泵，通过主动脉接口灌注冷心肌保护液，迅速使心脏停搏。完成这些步骤后，将供心从OCS中取出，转移到受体手术区。
图2
TransMedics OCS示意图（引用美国FDA公开资料，https://www.fda.gov/media/147298/download）
a：设备外形；b：设备去除上盖后内部构造，心脏灌注单元尚未组装；c：心脏灌注单元前面观，该单元为一次性使用耗材，组装于OCS设备中；d：OCS灌注血液流动模式图；OCS：器官护理系统；FDA：美国食品药品监督管理局；图片经TransMedics Inc.授权使用
图3
TransMedics OCS实物图
a：心脏已置于心脏座舱，无线监控器被移除；b：心脏在座舱内已连接于TransMedics OCS进行灌注；c：TransMedics OCS心脏灌注系统的无线监控器；OCS：器官护理系统
TransMedics OCS的应用推动了DCD心脏移植的发展，允许在供体停止循环一段时间后优化心脏内环境并评估心脏的适用性[24]。不仅如此，不论对DBD或DCD供心，该技术的显著优势包括：缩短冷缺血时间以提高移植成功率、对扩展标准供心进行评估、延长供心离体的安全时限、扩大供体库。笔者的1个病例，供体医院距离受体医院超过
尽管TransMedics OCS心脏移植病例在美国增长迅速，但也存在一些问题。比如其设备成本高昂（每次约需
2.3 胸腹常温区域灌注技术
TA-NRP是一种复苏DCD供心和评估供心活力的技术。不同于TransMedics OCS为代表的DP-MP技术，TA-NRP可实现在体内复苏心脏，并在生理条件下进行评估，是DP-MP的有效替代方法。
TA-NRP的外科手术方法在细节上因医疗机构而异，但基本步骤相同[30]。在DCD供体被二次宣布死亡后，外科团队迅速开胸并打开心包，进行右心房插管引流静脉血并排空心脏。之后阻断全部主动脉弓部血管防止大脑再次供血，升主动脉插管后连接静脉-动脉体外膜肺氧合（veno-arterial ECMO，VA-ECMO）建立体外循环，恢复全身除大脑以外的常温有氧血液灌注；见图4。可在弓部血管阻闭钳远端的无名动脉插管引流，以进一步排空大脑血供；也可在肺动脉主干插管引流以减轻左心负荷。建立VA-ECMO后，进行气管插管并连接呼吸机，恢复供体的肺部通气。TA-NRP的起始目标流量通常设定为5 L/min。若发生心室颤动，可进行体内除颤。心脏通常在恢复灌注后不久即可恢复窦性心律，随后进入并行循环阶段。此阶段，可纠正供体内环境紊乱及酸碱失衡，适当使用血管收缩药物以维持平均动脉血压>60 mm Hg。根据心脏功能恢复情况，TA-NRP一般持续30～60 min，供体脱机后评估心脏独立工作的功能。有些医疗机构通过Swan-Ganz导管和食管超声进行评估，而有些则完全依赖于外科医生的视觉和触觉评估。若供心被认为适合使用，将灌注冷心肌保护液以停止心脏跳动，随后的心脏获取流程与DBD心脏获取相同。心脏切取后，可以使用传统SCS技术保存心脏，但越来越多的医生选择使用SCTS。
图4
胸腹常温区域灌注技术工作模式图
ECMO：体外膜肺氧合
TA-NRP技术与以TransMedics OCS为代表的DP-MP技术相比，可显著缩短从供体循环停止到供心复跳之间的缺血时间，可实现心脏在生理条件下的功能评估，且经济成本也更低[20,31]。Urban等[28]分析了内布拉斯加大学医学中心进行DCD心脏获取的成本和效益，结果显示，TA-NRP获取每颗心脏的直接成本为
2.4 控制低温保存技术—SherpaPak心脏运输系统
自1967年世界第1例心脏移植开始，在过去50余年中传统SCS是最为广泛采用的供心保存技术[29]。SCS将供心置于充满冷心肌保护液的无菌容器后，在容器周围覆盖冰屑。SCS的优点是简便、经济，但缺点是快速、不均匀降温，存在不可预测的温度波动，以及冰与心肌之间可能发生近距离或直接接触的风险[35]。心脏在低于2℃时会引起蛋白质变性、细胞损伤、舒张功能不可逆抑制以及心脏传导系统损害，从而可能导致移植物失败的风险[36]。供心在较高温度（>12℃）中，代谢氧需求增加[37]。因此，国际心肺移植学会（International Society for Heart and Lung Transplantation，ISHLT）的指南[38]推荐在运输过程中将供心温度维持在4～8℃，但这一温度范围通过传统SCS方法无法可靠地实现。而且，越来越多的供心通过TA-NRP技术获取，这样的供心已经历一次缺血-再灌注损伤，心肌组织更加脆弱易损，因而对保存技术的要求更高。
2018年美国FDA批准了一种新型控制低温心脏保存系统—SCTS（Paragonix Technologies Inc.，美国）。这是商业化的一次性使用设备，操作简便，专门设计用于在运输过程中将供心温度稳定维持在4～8℃之间，最长可达40 h[37]。SherpaPak的冷却机制采用了特殊相变材料（一种能够储存和释放大量能量的物质），提供均匀冷却，有效防止因冻结引起的心肌组织损伤[37]。使用过程中，首先通过连接器将供心的主动脉连接到内罐顶部，然后将供心完全浸没在装满心肌保护液的内罐中。再将内罐放入外罐中，外罐周围配备了冷却包（相变材料）和保护性聚苯乙烯外壳；见图5。该设备提供连续的实时供心温度监控，并能通过蓝牙将温度和地理位置数据传输至用户的移动电话，这些数据可通过应用程序在移植医疗团队内部实时共享。
图5
SherpaPak心脏运输系统
a：SherpaPak结构示意图（引用Paragonix公开资料，https://www.paragonixtechnologies.com/sherpapak），图片经Paragonix Technologies Inc.授权使用；b：SherpaPak实物正面观；c：SherpaPak实物上面观（去除上盖）；d：内罐实物，供心已置入内罐
2020年Radakovic等[39]报道了首个临床研究结果，证实使用 SherpaPak 进行供心保存安全且无害。随后，多项临床研究[40-41]评估了使用 SherpaPak 进行供心保存的临床结果，数据显示 SherpaPak 能够降低PGD发生率、减少起搏器的使用和术后红细胞的用量。目前还没有使用SherpaPak的随机临床试验。GUARDIAN-Heart是一个国际多中心注册试验[42]，比较了用SherpaPak与传统SCS保存供心的临床结果。从2015—2022年，共255例受体使用SherpaPak，314例受体使用SCS。两组的基线特征相似，但SherpaPak组供体和受体的距离更长。倾向性评分匹配结果显示，与SCS相比，SherpaPak显著降低了严重PGD发生率（3.4% vs. 12.1%，P=0.005），并提高了1年生存率（96.4% vs. 88.7%，P=0.03）。在缺血时间>4 h的患者中，SherpaPak与降低严重PGD发生率（3.7% vs. 18.0%，P=0.01）和提高30 d生存率（100% vs. 94.0%，P=0.02）相关。尽管SherpaPak的直接设备成本（约
2.5 低温氧合灌注技术
虽然与传统SCS相比，SCTS显著改善了心脏保存效果。但与SCS相同，SCTS仍然是一种冷缺血储存方法。冷缺血储存法进行心肌保护存在多种负面效应，如出现代谢底物耗尽、缺血-再灌注损伤和内皮细胞损伤，其中细胞膨胀、水肿和细胞酸中毒最为突出[44]。美国目前正在进行一项创新的低温氧合灌注临床试验，该技术通过XVIVO心脏灌注系统（XVIVO Inc.，瑞典）实现，希望能进一步解决上述问题，提高供心的保护效果。XVIVO是一款便携式设备（图6），功能类似于小型心肺旁路机，其以低温将心肌代谢水平降低的同时，用富氧、含血的心肌保护液对供心进行连续灌注[45]。XVIVO系统由心脏座舱、一次性灌注单元、XVIVO灌注液和灌注添加剂组成。心脏座舱的功能组件包括压力/流量自动控制的保存系统、气体交换系统、白细胞滤器、冷却单元、电池和软件。XVIVO灌注溶液是一种基于白蛋白的高渗、富含营养并添加了激素和抗生素的心肌保护液。使用XVIVO灌注溶液2.5 L和300～500 mL与心脏受体血型匹配的红细胞进行混合，使血细胞比容达到10%～15%。供心获取后，升主动脉插入XVIVO特制管道与血泵相连；经二尖瓣口插入左心室引流管，防止灌注过程中左心膨胀。心脏被置于储液器中，通过升主动脉插管对冠状动脉进行顺行性灌注，灌注压力设定为20 mm Hg，温度为8℃，此时冠状动脉流量通常为150～200 mL/min。整个灌注过程供心处在静止、非跳动状态。
图6
XVIVO实物图
a：正面观；b：上面观（去除上盖后）
临床前研究[46]已证实，使用XVIVO系统进行24 h的心脏保存是安全的，可以很好地维持心肌的收缩力和内皮功能的完整性。一项非随机化的二期临床试验[47]比较了6颗使用XVIVO灌注的供心与25颗采用SCS保存的供心，其中XVIVO组的中位保存时间为223 min，SCS组为194 min。结果显示，XVIVO组受体在6个月时无重大事件发生率（包括PGD、7 d内需要ECMO支持或急性排斥反应超过2R）达到100%，而SCS组为72%。另一项来自大洋洲的非随机、单臂、多中心研究[45]旨在评估低温氧合灌注在延长供心保存时间（预计6～8 h）对30 d受体生存率及移植后供心功能的影响。该研究中，长期保存组的平均保存时间为414 min，最长达527 min。30 d内受体生存率达到100%。与ISHLT登记系统的对照组相比，即使保存时间明显延长，30 d生存率仍显著优于对照组。该研究表明，低温氧合灌注技术能有效延长心脏保存时间至近9 h，有助于超远距离获取器官。XVIVO还被用于2022年1月7日由马里兰大学完成的首例猪-人异种心脏移植中的供心保存。相比于离体供心常温机械灌注技术OCS系统，低温氧合灌注技术在长时间保存DBD供心时具有潜在优势[45]。常温机械灌注技术保存供心时间越长，PGD发生率越高，这可能是由心肌水肿所致，而这一现象在XVIVO系统中并不明显。假如TransMedics OCS设备发生故障会导致灾难性供心损失，而即使XVIVO发生故障也会将保存方式从低温氧合灌注转换为SCS，因此在运输过程中更加安全。此外，XVIVO在灌注过程中无需像OCS一样进行及时且复杂的参数调整，因此使用更加简便。由于上述优势，低温氧合灌注技术有良好的临床应用前景。然而，与常温机械灌注技术相比，低温氧合灌注技术无法通过评估乳酸水平、血流动力学或心脏收缩力评估移植物。目前，在美国针对XVIVO的临床试验（PRESERVE Heart Study）正在进行，尚未广泛使用。
2.6 扩展标准供体、心肺复苏后供体与高风险供体的应用
扩展标准供体（extended criteria donors，ECDs）心脏，也称为边缘供体心脏，包括缺血时间延长、年龄较大、有冠状动脉疾病史和LVEF降低的供心[48]。既往研究[49]认为，与使用标准供心相比，使用ECDs供心与术后并发症发生率和死亡率增加相关。然而，由于医疗技术的发展和供心的持续短缺，使用ECDs心脏的做法正在被重新评估，在美国，越来越多的心脏移植使用了ECDs。目前的共识是针对特定受体人群，使用ECDs心脏可以提供生存获益。研究[50]表明，使用>40岁供体的心脏与受体较差的移植后生存相关。供体年龄对受体生存的负面影响随着年龄的增加而增加，使用>55岁供体心脏的受体生存率最差[50]。然而，对于濒临死亡的受体，使用年龄较大的供体心脏已被证明可以提供生存获益[50]。一项来自斯坦福大学医院的研究[51]表明，对于>60岁的受体，使用>50岁供体心脏的平均生存期和移植失败率与使用年轻供心相似。总的来说，供体年龄与移植后受体生存较差有关，这很可能是由于心脏移植物血管病风险的增加。然而，这些供心仍可以考虑用于特定的候选受体。合并CAD的供体是另一大类ECDs。有研究[52]表明，似乎供心合并中度以下CAD并不影响受体生存，也没有导致移植物血管病的加速发展。Jahanyar等[53]研究了1987—2017年的UNOS数据库发现，接受合并（n=650，7.5%）或不合并（n=
在美国大部分供体在器官捐献前都经历过时间不等的心肺复苏术（cardiopulmonary resuscitation，CPR）。尽管供体进行CPR会降低供心的接受率，但大量研究[57]数据表明CPR并不影响供心质量或受体的临床结果。UNOS数据分析[58-59]显示，进行过CPR的供心与未进行CPR的供心相比，心脏移植受体30 d（95.2% vs. 94.7%）、1年（88.2% vs. 87.7%）和5年（72.8% vs. 74.2%）生存率相似。虽然近期有研究[60]显示，CPR时间>55 min可能预示着心脏移植后生存率较差，但此结论仍值得商榷[61]。目前的共识为全面心脏超声心动图评估是决定是否接受供心的最关键因素。CPR持续时间是一个考虑因素，但不应是决定性因素。ISHLT指南[62]建议即使供体CPR时间>30 min，如果超声心动图显示心脏功能和血流动力学满意，则不会对移植后受体的生存或结果产生负面影响。该指南强调了进行CPR后供心的全面评估，而非严格的CPR持续时间。CPR持续时间是否能独立预测受体的不良结果仍需要更深入的研究。
高风险器官供体是指对受体传播感染病风险高的供体。随着人类免疫缺陷病毒和丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）治疗的最新进展，使用高风险供体器官的情况有所增加。多项研究[63-64]显示，使用高风险供体心脏和标准风险供体心脏，受体在心脏移植后1年（84.3% vs. 83%）和5年（71.2% vs. 65.5%）的生存率相似。以HCV供体为例，2006年接受HCV阳性供体心脏的受体1年、5年和10年死亡率是非HCV供心受体的2倍多[65]。受体死因通常是肝病和移植物血管病。当时，干扰素和利巴韦林是治疗HCV感染的唯一疗法。2014年推出了新一代抗病毒药物治疗方案，对多种HCV基因型的抗病毒效能更高，副作用更小，可使90%～95%的HCV患者达到无病毒血症[66]。鉴于此，越来越多美国移植机构开始使用HCV阳性供体的实体器官。2016年仅有7个心脏移植机构使用HCV阳性供体，但到2019年迅速增加到57个[67]。HCV阳性的心脏供体从2016年的0.6%增加至2019年的11.45%[67]。心脏移植候选受体同意接受HCV阳性供体的比例从2016年前的<20%增加至2018年的接近40%[68]。根据UNOS数据，2021—2023年每年获取自HCV阳性供体的供心分别是：387例、420例、458例（
近期美国在供心来源方面另一个重大突破是将基因编辑猪心应用于临床。2022年1月，马里兰大学的Griffith 医师团队完成了世界首例 10 基因编辑猪到人的心脏移植手术[70]，该团队在2023年9月进行了第2例猪-人异种心脏移植手术。但是2例手术的受体都没有长期存活。死亡原因复杂，可能与病毒血症、抗体介导的免疫排斥反应与缺血-再灌注损伤有关[71-72]。因该技术距离广泛临床应用尚有很大的距离，所以本文不再详述。但这是未来心脏移植发展的重要方向，可能从根本上解决供体短缺的问题。综上所述，近10年心脏供体捐献、复苏与保存技术的进展巨大，可根据供体是DBD还是DCD、受体与供体之间的距离/预期供心缺血时间、供体年龄、供心状况、受体手术的复杂性、经济成本以及外科器官获取团队的经验等因素，选择不同的技术路径实现最佳的移植临床效果；见图7。DCD、ECDs、CPR供体、高风险供体、异种供体的应用是美国心脏移植领域最显著的临床进展。
图7
移植心脏从供体到受体的常见技术路径
DBD供心储存技术有SCS、SherpaPak，部分预计缺血时间长或需要进一步评估功能的扩展标准供心也可以使用TransMedics OCS。DBD供心使用XVIVO的临床试验正在进行；对于DCD供心的复苏技术有TransMedics OCS或TA-NRP，使用TA-NRP后需采用SCS或SherpaPak转运供心；DBD：脑死亡后捐献；SCS：静态低温保存；OCS：器官护理系统；DCD：循环死亡后捐献；TA-NRP：胸腹常温区域灌注
3 心脏移植外科技术与受体围手术期管理的现状与进展
3.1 不停跳心脏移植技术
近年，使用离体供心常温机械灌注TransMedics OCS的心脏移植病例在美国增长迅速。经典的手术方法需要对心脏进行二次停跳。第1次心脏停搏发生在供心获取时，当供心安装入OCS开始温血灌注后心脏复跳。第2次心脏停搏发生在受体手术室。首先给OCS中的供心降温，在主动脉根部灌注冷心肌保护液使供心停跳，之后将供心移出OCS用于移植。当供心左心房与主动脉吻合入受体后开放升主动脉阻闭钳，供心恢复灌注后逐步复跳。因此，这样的方法造成了供心产生两次缺血-再灌注损伤。2022年10月斯坦福大学医院心胸外科团队启动了一项新技术策略，即针对OCS病例在不进行第二次心脏停搏的情况下进行心脏跳动下的移植[73]。以避免心脏获取后额外的缺血时间，减少潜在的缺血-再灌注损伤。
不停跳心脏移植技术在供心获取、复苏与评估等环节与常规OCS病例基本相同，可应用于DCD或DBD病例，唯一需要注意的是，需预留较长的供体升主动脉以便后续操作。在供心植入环节，需将1根额外的管道连接入受体的体外循环机，用以将氧合血液灌注于供心主动脉根部。当供心抵达受体手术室，受体准备就绪后，将供心在OCS座舱中旋转180°，恢复到左心房在后的解剖位置。供心主动脉根部插入“心肌保护液灌注管”并通过管道连接体外循环机。之后放置双极心外膜临时起搏导线，进行心脏起搏（90次/min）。通过体外循环机逐步向供心主动脉根部灌注氧合血液，并减少OCS对主动脉的灌注流量。当OCS停止灌注后，在“心肌保护液灌注管”远端放置升主动脉阻闭钳。此时可将供心从OCS内移出，放入特制容器内以便血液回收入体外循环系统。此时主动脉根部的灌注氧合血流量一般为250～300 mL/min，温度为34℃。外科医师在心脏跳动下完成左心房与主动脉吻合；见图8。之后可移除升主动脉阻闭钳，后续步骤与常规心脏移植术相同[74]。对于DCD供心采用不停跳心脏移植技术，热缺血只发生在供体收缩压<50 mm Hg到灌注心肌保护液之间，冷缺血仅发生在灌注心肌保护液后到供心装入OCS恢复温血灌注期间。此后供心不间断地接受氧合温血灌注，持续跳动，显著缩短缺血时间，理论上可产生更好的心肌保护效果。
图8
不停跳心脏移植术中图
a：外科医师在进行左心房吻合，心脏尚未放入胸腔中，应用阻闭钳夹闭供体升主动脉远端，通过升主动脉近端的灌注管持续向供心灌注氧合温血，维持供心跳动；b：升主动脉吻合，完成升主动脉吻合并排气后，可移除供体与受体的两把升主动脉阻闭钳。后续手术操作与常规心脏移植相同
斯坦福团队[75]报道了早期10例不停跳心脏移植的初步临床数据，早期疗效满意。全组为DCD病例，供心平均热缺血时间20.9 min，平均冷缺血时间40.4 min，平均OCS机器灌注时间355 min。10例受体全部存活，无受体术后需使用ECMO、主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）或右心室辅助装置，无受体出现急性排斥反应；中位随访时间97.5（14.0，293.0）d，患者均恢复良好。但由于该技术的新颖性，目前病例数仍较少，仅在美国几个较大的心脏移植中心逐步推广使用。因此该技术是否会显著提高心脏移植疗效目前尚不清楚，需继续进行深入的临床与基础研究证实[76]。
3.2 部分心脏移植技术
部分心脏移植（partial heart transplantation）是指仅移植部分供体心脏的手术技术，实质上是一种活体同种移植物手术，可实施主动脉根部替换术、二尖瓣瓣叶片补片植入术等[77]。
部分心脏移植技术最初设计是为婴幼儿与儿童提供可生长的心脏移植物，特别是位于心室流出道的瓣膜。传统上适合婴幼儿与儿童瓣膜置换的小型植入物是来自尸体的同种移植物。同种移植物瓣膜储存在−135℃以下，虽保留了瓣膜的细胞外基质，但未采取任何措施来维持瓣膜细胞的活力。因此同种移植物在移植后即使可能保留少量的供体活细胞，但这些细胞高度异常，无法参与瓣膜的生物功能。这造成同种移植物无法生长或自我修复，随着患儿的成长，同种移植物仍然会衰败[78]。使用自体心包的Ozaki手术也存在相似的问题[79]。Ross手术利用自体肺动脉瓣移植，保留了瓣膜细胞活力，使得瓣膜在主动脉瓣位能够生长和自我修复。然而Ross手术也有一些缺点：首先，只有在肺动脉瓣膜功能正常的情况下Ross手术才可行；其次，Ross手术需要在肺动脉瓣位置使用同种移植物瓣膜替换，而该植入物无法生长或自我修复；第三，Ross手术将肺动脉瓣置于主动脉系统压力下，导致一些患者晚期自体移植物发生扩张与反流。为解决以上问题，美国心脏外科医师首先设计并实施部分心脏移植手术，即仅移植供体心脏中的瓣膜部分，而保留受体的自身心肌组织。与传统的同种移植物不同，这种活体同种移植物的细胞活性得以维持，可以生长与自我修复，实现减少抗凝强度甚至无需抗凝，在儿童心脏外科领域逐步开展后已显示出良好的早期疗效[77-78]。而且，该技术在成人心脏外科领域也有一定的应用场景，特别是对于那些抗凝治疗存在问题的年轻患者有潜在的应用价值，如有妊娠需求的女性、有出血障碍的患者以及生活方式活跃的患者[80-81]。
从外科技术上讲，部分心脏移植的供心获取与常规心脏移植相同。比如计划移植主动脉根部，在心脏切取后转运至受体手术室，继续解剖并切取供心主动脉根部，植入技术与McGiffin和Kirklin描述的经典主动脉同种移植物技术相同[82]。但与Ross手术使用自体肺动脉瓣不同，由于部分心脏移植使用的是活体组织，因此不需要使用人工血管对主动脉根部进行加固[81]。部分心脏移植与常规心脏移植相同，术前需要进行供体与受体间的组织配型，术后需要接受免疫抑制治疗，这是该技术的一个潜在缺点。但由于心脏瓣膜具有免疫“特惠性”[83]，所以部分心脏移植术后可能并不需要与常规原位心脏移植同样强度和时间的免疫抑制治疗，仅需要低强度和短期的免疫抑制。部分心脏移植技术具有显著的潜在优势，如移植物具有活性、可自我修复、术后无需抗凝、耐久性好、血流动力学好等。而且，心脏瓣膜可耐受长达48 h的缺血[84]，这极大地扩展了供体获取的地域范围。特别是由于功能不全或CAD等原因，大量供体的心脏被舍弃使用，但多数被舍弃心脏的瓣膜形态与功能仍然正常。如果部分心脏移植技术得以推广，那将有可能积极利用这一部分供心，在供体严重短缺的情况下显著提高供体的利用率[77]。此外，应用部分心脏移植技术还可以实现“多米诺骨牌”移植。比如患者A因扩张性心肌病需要进行心脏移植，但其主动脉瓣结构与功能正常。患者B是20岁女性，患有主动脉瓣狭窄，且2～3年内有妊娠需求。在A的心脏移植手术中，切除病变心脏接受心脏移植同时，A病变心脏的主动脉根部可被解剖、切取，移植给患者B。这样的做法可最大限度使更多的患者受益。
部分心脏移植技术作为一项新技术目前开展例数仍然有限，且主要是婴幼儿与儿童病例。其仍有很多问题需要继续研究，如部分心脏移植物的保存方法、术后最优的免疫抑制方案、其长期疗效如何等。但该技术由于其特有的优势，因此不论在儿童还是成人心脏外科领域均有其特定的应用场景，值得心脏外科医师进一步关注与研究。
3.3 心脏与其他器官联合移植
心脏与其他器官的联合移植例数较多的是心肺联合移植、心肝联合移植与心肾联合移植；见表2。
表2
2021—2023年度美国心脏与其他器官联合移植数量（例）
针对终末期心肺功能衰竭患者，虽然已经开发了多种治疗方法，但心肺联合移植仍然是最终解决方案。世界第1例成功的心肺联合移植于1981年在斯坦福大学医院完成，受体是1例原发性肺动脉高压末期45岁女性患者[85]。由于双肺移植正逐渐取代心肺联合移植的角色，尤其对于终末期肺病和右心室衰竭患者，因此心肺联合移植的病例数量并未有显著增加。近年全美心肺联合移植的数量维持在每年50例左右，术后1年生存率约为66%[86]。研究[86]显示，供体年龄较大、较早的移植年份、受体为男性、受体肌酐水平、受体糖尿病史、移植时受体使用ECMO支持以及医疗机构移植手术量是受体预后的显著影响因素；供体年龄较大、受体为男性、较早的移植年份、受体使用ECMO支持以及在移植手术量较少的医疗机构进行心肺联合移植是受体死亡或再移植的独立预测因素。斯坦福大学医院作为全美顶尖移植医疗机构，1981—2022年间共完成271例心肺联合移植病例。2001年以后在斯坦福大学医院实施的心肺联合移植患者，术后30 d生存率达97%，1年生存率达89%，10年生存率达53%[87]，疗效满意。
成人接受心肝联合移植的病因学，除家族性淀粉样变性、家族性高胆固醇血症等以外，很多患者是早年因患先天性心脏病接受Fontan手术，随着时间推移发生了Fontan循环衰竭以及终末期Fontan相关肝病（Fontan-associated liver disease，FALD）[88]。关于Fontan术后患者选择单独的心脏移植还是心肝联合移植，美国移植学会建议：对于FALD出现肝功能衰竭或纤维化迹象且肝脏结节明显的患者，应强烈考虑进行心肝联合移植[89]。由于心肝联合移植病例并不常见，目前尚未建立统一的手术方法。各机构有不同的手术方式，如顺序移植与整块移植等。Starzl医生团队在匹兹堡进行的首例手术是从中线开腹，完全松解肝脏之后进行胸部手术，全程使用体外循环。首先完成心脏移植，随后进行肝切除术，通过血泵氧合器转流门静脉血流。肝脏通过腔静脉中段插入术进行移植，胆管通过T形管进行重建，整个手术耗时15 h[90]。南加州大学Keck医学中心通常先完成心脏移植，之后进行超声心动图检查，确保血流动力学稳定，尽可能止血，并中和肝素。胸腔暂时不闭合，以备需要重新启动体外循环。肝脏团队随后采用背驮式肝移植[91]。斯坦福大学医院采用的整块心肝联合移植方法，要求供体器官获取中保持下腔静脉的完整性，供心连同下腔静脉和供肝整块取出；见图9[92]。移植手术时首先切除病肝，在肝切除术快完成时，心脏团队开始解剖心脏，患者置于体外循环状态下，整块切除心脏和肝脏。心脏的吻合与肝下腔静脉吻合同时进行。然后夹住门静脉转流插管，完成门静脉系统和肝动脉的吻合，之后恢复器官灌注。整块移植技术的优点有：手术过程中相对稳定的血流动力学、单次再灌注事件、缩短吻合口和肝脏缺血时间[93]。然而，这种方法的缺点是心脏缺血时间延长，并且需要两支手术团队同时工作。心肝联合移植的优势在于肝脏的免疫保护作用，移植心脏的急性排斥反应与移植物血管病的发生风险均较低[94]。因此接受心肝联合移植的患者可能仅需要较低强度的免疫抑制治疗[95]。一项纳入99例患者的Meta分析[96]结果显示，心肝联合移植术后1年和5年生存率分别为87.5%和84.3%。
图9
整块取出的供心和供肝的术中图
近年来，美国心肾联合移植的例数持续上升，2001—2021年病例数量增加了近14倍[97]。心肾联合移植数量持续大幅增加的原因可能是多方面的，主要包括：心衰和肾功能不全的合并症患病率增加、2018年UNOS分配政策改革后优先考虑急重症患者，以及接受者群体的扩大等[97]。进行心肾联合移植主要是由于担心单纯心脏移植后发生肾功能衰竭的不良后果。2016年ISHLT建议肾小球滤过率估算值（estimated glomerular filtration rate，eGFR）<30 mL/（min·1.73 m2）为不可逆的肾功能不全，是心脏移植的相对禁忌证[98]。心胸外科和肾移植专家2019年在波士顿达成了共识：心脏移植候选人如果eGFR<30 mL/（min·1.73 m2）应考虑进行心肾联合移植，eGFR在30～44 mL/（min·1.73 m2）之间且有慢性肾病证据（如蛋白尿或肾脏体积减小）的患者也应考虑心肾联合移植，而eGFR>45 mL/（min·1.73 m2）的患者不适合进行心肾联合移植[99]。心肾联合移植手术规划中主要考虑因素是肾移植的时机。手术可一站式进行，即在心脏移植后立即植入肾脏；或分站式进行，即在心脏移植一段时间后进行肾移植手术。目前认为分站式移植可能是更优的方法，其优点是肾移植前血流动力学稳定，可避免心脏移植期间体外循环的炎症级联反应与血管收缩药物对肾移植物产生负面影响[100]。一般肾移植在心脏移植后24～48 h进行。一项研究[101]分析了7例分站式心肾移植患者临床数据，结果显示本组病例的平均肾脏冷缺血时间为53 h，最长肾脏冷缺血时间为69 h，这种分站移植对肾功能无显著负面影响。一项基于分析UNOS数据的研究[97]表明，心肾联合移植术后1年存活率从2001—2006年的86.7%提高至2017—2021年的89.0%；术后死亡预测因素包括较高的总胆红素水平、较高的肺动脉压、较长的心脏缺血时间和移植前患者需要机械通气。Agarwal等[102]发现，UNOS数据库中所有心肾联合移植和单纯心脏移植患者的中位长期存活率相似（12.4年vs. 11.3年，P=0.053），其中eGFR<45 mL/（min·1.73 m2）的患者（13年vs. 10.2年，P<0.001）以及移植前需要透析的患者（12.4年vs. 9.9年，P<0.01）可从心肾联合移植中获得更显著的生存获益。
3.4 心脏移植术后原发性移植物功能障碍
PGD是心脏移植术后患者30 d内死亡的主要原因[103]。2014年ISHLT共识工作组制定了PGD的标准化定义和分类[104]。定义PGD为发生在心脏移植后的前24 h内，不是由超急性排斥反应、肺动脉高压或手术出血等原因造成的心脏移植物功能障碍。严重PGD诊断标准为需要MCS治疗，如ECMO；轻度至中度PGD通过超声心动图标准识别，血流动力学恶化需要高剂量正性肌力药物或IABP支持[104]。在过去10年中这一诊断标准被广泛采用，提高了PGD研究和临床管理质量。然而，PGD的真实本质仍然模糊，文献[105]报道的发病率和死亡率差异较大，分别为1.0%～31%和3%～75%不等；严重PGD的发病率和院内死亡率分别为8%～49%和3%～65%不等。这些显著差异突显了PGD病因学和诊断的复杂性，以及目前对PGD的临床管理缺乏一致标准，这些问题是近年本领域的研究与讨论热点。
首先，目前对PGD的诊断与严重程度的评估依赖于影像学、血流动力学和治疗方式，而不是病理和病因学证据。PGD的治疗主要是通过正性肌力药物和MCS维持受体的血流动力学稳定[106]。而目前在美国对心脏移植后MCS的启动时机与设备选择尚无统一指南，更多是由主治医生根据经验决定，而PGD的诊断又依赖于MCS的使用，这就造成了PGD诊断的差异很大。其次，严重PGD的年发病率显著增加，从2010年的2.0%到2020年的12.2%[107]。这种趋势可能归因于当前的医疗实践，包括使用更多的DCD、ECDs心脏。此外，更多受体在移植前就应用了MCS，这些都是PGD的关键风险因素[107]。尽管新技术如SherpaPak和XVIVO可降低严重PGD发生率[35,42,45]，但这些技术未能抵消严重PGD发病率的上升趋势。另一个更关键的原因是，目前心脏移植后越来越积极地使用ECMO，因而提高了严重PGD的诊断率。与10年前相比，ECMO的管理技术取得巨大进步，如严格的抗凝管理策略、更小的灌注管以及常规使用远端灌注导管，已显著减少了ECMO的卒中和肢体缺血等重大并发症，使得积极使用ECMO更为安全。考虑到ECMO可提供更广泛的“安全”边界，外科医生们越来越倾向于跳过最初的IABP或高剂量正性肌力药物，直接升级到ECMO治疗。积极使用ECMO确实可显著降低严重PGD的死亡率。哥伦比亚大学的研究[108]发现：早期积极植入ECMO的策略可使心脏移植后严重PGD的院内死亡率由28%下降到5%。然而，积极使用ECMO增加了严重PGD的诊断率，并可能导致过度诊断。再者，当前临床实践中难以寻求PGD的病因学。引起PGD的原因可能涉及炎症反应、缺血-再灌注损伤、激肽系统的激活等因素，或多种因素的组合[109]。有研究[103]显示，轻度或中度PGD的风险因素与严重PGD不同，表明其潜在病因不同。例如胺碘酮、β-肾上腺素能受体拮抗剂的使用和延长的缺血时间增加了所有PGD分类的风险；而供体死亡原因、受者糖尿病状态与轻度至中度PGD有关，术中血液制品的使用与严重PGD相关。这些发现强调了PGD病因与严重程度之间的因果关系，突显了寻求病因在PGD临床管理中的重要性。有研究[110]表明：人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）-A的特定位点估算群体反应抗体（cPRA）可预测PGD的严重程度，这一现象提示针对特定患者进行血浆置换或静脉注射免疫球蛋白可降低PGD风险。最后，人工智能可在革新PGD的诊断和风险分层方面发挥重要作用。有研究人员[111]开发了一个非线性人工神经网络模型用于评估供体、受体状况与心脏移植后PGD发生的关系。结果显示在
综上所述，PGD是影响心脏移植疗效的关键因素。然而，当前在PGD的诊断、风险分层、治疗管理方案方面仍未达成共识，这可能对PGD的客观评估造成挑战，进而影响多中心临床研究的可靠性和指南的制定。但随着研究的深入与新技术的出现，该问题有望得到改善。
3.5 心脏移植围手术期机械循环支持的应用与再次心脏移植
随着MCS技术的进展，越来越多的终末期心衰患者在心脏移植前即接受了临时或持久MCS治疗作为移植桥梁。MCS治疗的目标是提供足够的器官灌注并减轻心室负担。目前在美国有多种临时MCS设备可使用；见表3。2018年UNOS改革供心分配政策后，使用临时MCS治疗的患者被分配了更高的优先级。因此移植前应用了临时MCS的患者接受心脏移植的数量增加。2018年后，移植前使用IABP支持的患者占所有心脏移植病例的27%，使用临时心室辅助装置支持的占4%。使用VA-ECMO支持的占5.3%[112]。IABP是最常见的临时MCS设备，可使心输出量增加约0.5 L/min，并增加冠状动脉灌注、减少心脏后负荷和降低心肌氧耗[113]。与其他临时MCS设备相比，IABP提供的血流动力学支持较低，但其优点包括易于植入和成本低。其他临时MCS设备之间的植入方式、血流动力学特点和血流量支持都有所不同。例如Impella 5.5（Abiomed，美国）可提供高达6.2 L/min的流量。VA-ECMO提供双心室支持和氧合，可提供最高达10 L/min的血流量，在所有临时MCS设备中，其可提供最强的血流动力学支持。在使用临时MCS支持期间，患者可能面临许多并发症，会增加后期心脏移植的风险。如使用Impella 5.5的经验发现，超过1/3的患者因出血需要输血[114]，这可能导致心脏移植候选人免疫致敏。然而，研究[115]发现，使用临时MCS作为桥梁进行心脏移植的患者术后生存率满意，与非桥接受者相似。
表3
临时机械循环支持设备与特点
在美国，接近1/4的安装了持久左心室辅助装置（durable LVAD，dLVAD）的患者是为等待心脏移植进行的桥接治疗[116]。dLVAD可为心衰患者提供有效的血流动力学支持。然而，安装dLVAD手术导致的胸腔内组织粘连，使后续心脏移植手术面临潜在风险。研究[117]表明，dLVAD对心脏移植后结果有负面影响，显著增加术后早期死亡，尤其是存在肾功能不全和体重指数较高的患者。另外一个讨论热点是dLVAD后进行心脏移植的最佳时机。早期一项对468例安装HeartMateⅡLVAD（Thoratec Corp，美国）后进行心脏移植患者的研究[118]发现，dLVAD支持时间对心脏移植后存活率无显著影响；然而在dLVAD支持期间24 h内需要输注超过2单位红细胞的患者，其1年存活率显著降低。dLVAD安装手术对心衰患者是一次重大“打击”，患者完全恢复后再进行心脏移植是更稳妥的选择。目前的观点是：如在患者完全恢复之前，或植入dLVAD不到30 d内进行心脏移植，将可能导致不良结果[119]。然而，随着dLVAD支持时间的延长，发生dLAVD相关不良事件的可能性也会增加。因此，在dLVAD植入后9～12个月内（甚至1～3个月）进行心脏移植，可减少并发症并改善移植后结果；另外，具有心肌恢复潜力的患者通常会在6～9个月内显现出来，因此这时将更有助于判断心脏移植的风险与获益[119]。最后，许多动态的社会与心理因素也会影响dLVAD支持时间和移植候选名单的资格，这增加了探讨这个问题的复杂性。总之，对于重度心衰患者，虽然dLVAD支持可以在等待心脏移植期间提高生存率，改善器官灌注与功能，但必须权衡其本身的并发症，如感染、出血、卒中和给心脏移植手术造成的风险。因此，使用dLVAD支持的患者可能需要更谨慎地评估其心脏移植的资格。
对于心脏移植后MCS的应用，目前美国并没有相关指南规范MCS的启用时机与设备选择，更多地取决于医疗组的经验和偏好，但共识是尽量早期使用[106]。心脏移植后IABP和ECMO是最常用的设备。如前所述，近年ECMO的应用越来越积极与广泛。VA-ECMO提供强大的双心室支持与氧合，使其成为多数严重PGD患者的首选。关于ECMO的插管部位尚存在争议。有移植机构优选中心插管的ECMO支持，除非患者在术前已经使用外周插管ECMO或在ICU床旁紧急安装ECMO[120]。中心插管可以避免外周血管并发症，提供满意的循环支持、左心室卸负荷和上半身氧合，而且不增加死亡率[121]。相比之下，更多机构偏好外周插管，因为关胸后移除ECMO设备时无需重新开胸，降低了感染风险。一项来自欧洲的研究[122]显示，外周插管可提高心脏移植后3个月和1年生存率。应用VA-ECMO时另一个值得注意的问题是左心室后负荷增加，导致左心室舒张末期压升高，从而可能引起肺水肿。目前有多种技术可以解决这个问题[123]：（1）经皮插入左心房引流管（通过房间隔）并连接到静脉管道；（2）通过左心房引流管（通过房间隔）直接连接到TandemHeart；（3）经皮植入左心室猪尾巴导管进行主动的左心室引流；（4）ECMELLA技术，即联合使用VA-ECMO和Impella进行主动的左心室引流；（5）使用IABP卸载左心室后负荷，间接实现左心室引流；（6）通过经皮球囊房间隔造口术实现被动左心房引流。这些技术中，IABP最易行，应用最广泛，但效果相对有限。结合使用ECMO和Impella的ECMELLA技术是一种更强大的双心室支持策略，无需左心房引流即可提供充分的左心室减负荷，但其可能增加VA-ECMO的并发症，特别是出血和溶血[124]。目前该技术的应用虽不广泛，但正被逐步推广。
对于已经使用MCS治疗的PGD患者，如果供心最终无法恢复，则再次心脏移植手术被认为是一种选择。UNOS数据库显示，2023年度美国再次心脏移植数量为123例。由于初次供心的失效，受体处于不理想的生理状态，可能出现肺水肿、肾衰竭、肝衰竭、血管麻痹和凝血障碍，这些情况都是再次移植的巨大障碍。Iribarne等[125]利用UNOS数据研究了在初次移植后90 d内进行再移植手术。1995—2008年
3.6 人工智能在心脏移植领域的应用
近年人工智能在心脏移植领域的应用是研究热点，研究主要集中在预测死亡率、PGD和心脏移植的结果[127]。大多数证据集中在使用机器学习（machine learning，ML）模型预测移植后死亡率和生存率。ML模型能够识别非线性关系，并整合多种变量预测患者的结果。与传统的回归模型相比，ML模型具有优势，因为其可分析复杂结构的数据，创建新的动态关系，并筛选出对特定结果影响最大的变量。传统的线性模型确定某个事件发生的概率是基于特定变量的影响，而ML可基于多种变量输入构建模型，并根据最有影响力的因素进行调整。
Medved等[128]建立了一个两层神经网络模型，用于预测患者在心脏移植等待名单上180 d、365 d和730 d后的临床结果（仍在等待、已移植或在等待名单中死亡）。研究使用了UNOS的成人患者数据，该神经网络模型在这3个时间点的F1分数分别为0.674、0.680和0.680，相比基线的0.271显著提高。这意味着模型在这3个时间点上预测的准确度和灵敏度表现较为一致，且都在一个相对较高的水平。Yoon等[129]使用决策树技术开发了一个生存模型，用于预测心脏移植后的生存。该研究使用称为“预测树”的预测因子簇，输入变量包括受体、供体的临床特征以及供体-受体的匹配属性，如年龄、性别、既往移植、输血、肝肾功能、呼吸机辅助、HLA不匹配和血型。该模型在3个月生存预测中的C-统计量为0.66，3年生存预测的敏感性为0.8，这提示该模型有66%的概率正确区分实际生存和未生存患者；在所有实际存活3年以上的患者中，该模型能够正确识别出80%的患者。这个结果表明，该模型在3个月生存预测中有一定的准确性，但还有改进空间。同时，模型预测3年生存的能力较强，能够有效识别出大多数长期生存的患者。因此，该模型在预测心脏移植患者的短期和长期生存方面都有一定的实用价值。Kampaktsis等[130]应用UNOS数据库中
总之，在心脏移植领域中人工智能模型在预测患者临床结果方面比传统的线性模型更准确。人工智能模型有助于评估移植手术风险和预后，确定心脏移植的候选资格。人工智能可为临床决策提供更有力的工具。但目前的人工智能模型仍存在偏倚风险、需要外部验证以及实用性较低的问题，而且用于训练模型的数据库没有关于免疫抑制方案的详细数据。因此，今后我们需要更多来自不同人群的高质量、完整和准确的数据进行此方面的研究。但人工智能引领的“智慧”心脏移植一定是未来发展的方向。
近些年在心脏移植受体管理方面的进展还包括新的虚拟配型技术、术后无创免疫监测技术、新的免疫诱导、免疫调节与免疫抑制疗法等。然而，这些工作主要由心脏专科医师完成，因此不在本文讨论的外科进展范围内。心脏移植的手术技术已经相当成熟。过去10年，尽管在受体端的外科领域也取得了一些新的技术进展，然而总体不如供体端的技术革新显著。与10年前相比，虽然目前心脏移植的术后生存率没有显著提升，但我们要认识到，当今医疗实践中涵盖了更多的危重患者，而心脏移植的疗效并没有下降，依然非常满意，这正是技术进步带来的效果。
4 总结与展望
近年来，美国在心脏移植的供体捐献、外科技术、围手术期管理等方面取得了显著进展。在供体严重短缺的情况下，供体获取和保存技术的革新以及DCD、ECDs的应用显著扩展了供体库，增加了移植手术量。不断涌现出的新外科技术有望进一步改善心脏移植疗效。特别是MCS和人工智能的快速发展，可能为本领域带来革命性的变革。总之，未来心脏移植领域必然迎来更多突破，为终末期心衰患者提供更有效的治疗选择。
利益冲突：无。
作者贡献：梁宏亮负责论文选题、设计、撰写和修改，文献资料的检索、评估和筛选，图表制作等。
目前，美国≥20岁心力衰竭（心衰）患者超过670万例。预计到2030年，美国心衰患者占总人口的比例将从2012年的2.4%上升至3.0%，影响超过800万名≥18岁人群[1]。1967年，Christiaan Barnard 医生在南非成功实施了人类第1例同种异体心脏移植[2]。1968年，Norman Shumway医生在斯坦福大学医院完成了美国首例心脏移植[3]。经过50多年的发展，心脏移植已被公认为治疗终末期心衰的最佳疗法。当前，北美地区心脏移植患者的1年生存率已超过91%[4]，中位生存时间超过14.8年[5]。然而，可用于移植的心脏数量仍然远远无法满足终末期心衰患者的巨大需求。近年来，心脏移植领域取得了显著的技术进步，特别是在供体捐献技术方面的进展，显著扩大了供心来源，使更多患者得以接受心脏移植。在受体端也涌现出一些新的外科和围手术期管理技术，提高了心脏移植疗效。本文旨在综述美国成人心脏移植的现状与外科方面的进展，包括循环死亡供体的应用，新的供心获取、复苏、评估与保存技术，移植新技术，多器官联合移植，围手术期机械循环和人工智能应用等外科医师关注的领域。
1 美国心脏移植现状概览
根据美国器官共享联合网络（United Network for Organ Sharing，UNOS）提供的公开数据（
表1
2021—2023年度美国心脏移植数量（按受体病因分类，例）
2018年UNOS对供体分配系统进行了重大改革，相较于接受持久机械循环支持（mechanical circulatory support，MCS）的候选受体，强调将供心优先分配给使用短期MCS的候选受体，因其医疗需求更迫切[9]。此次改革显著缩短了使用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）候选受体的等待移植时间，中位等待时间由10 d缩短至5 d，并将30 d与6个月生存率分别从76.4%和74.6%提升至94.2%和90.6%。同时，使用持久左心室辅助装置（left ventricular assist device，LVAD）的心脏移植受体比例由41.8%下降至21.2%，在等待名单上接受LVAD的候选受体比例也从14.5%降低至10.8%。此外，对于病情更为危重的一级和二级候选受体，供心的来源范围扩大到500英里（约805 km），以期更公平地利用心脏移植资源。此次系统改革对候选受体的等待时间、心脏获取距离及缺血时间等方面产生了显著影响：中位等待时间从93 d缩短至41 d；供心中位获取距离从83英里（约134 km）增加至225英里（约410 km）；供心中位缺血时间从3.0 h延长至3.5 h。尽管受体的住院时间有所延长，但出院前的急性排斥发生率基本持平（11.9% vs. 11.7%）。术后30 d、90 d和180 d的生存率在政策变更前后基本相同，消除了对于高危患者可能会恶化心脏移植结果的担忧。
2 心脏移植供体捐献技术的现状与进展
2.1 循环死亡后捐献供体心脏的应用
器官捐赠可以在患者死亡后进行，医学和法律上的定义有两种方式：（1）不可逆的脑功能停止；（2）永久性血液循环停止[10]。脑死亡后捐献（donation after brain death，DBD）供体是通过反复神经学检查确认包括脑干反射消失和脑血流缺失的捐献者。循环死亡后捐献（donation after circulatory death，DCD）供体则是那些具有不可逆重度神经损伤但未完全符合脑死亡标准的捐献者，通过体检或动脉内压力监测确定循环停止[10]。1967年Christiaan Barnard完成的首次心脏移植手术使用了DCD捐献者的心脏[2]。但由于对DCD供体心跳停止所导致的缺血损伤的担忧，DCD心脏的应用被暂停，成人心脏移植长期仅采用DBD供体心脏。但为减少等待移植患者与可用心脏之间的巨大差距，2014年澳大利亚医师开始重新采用DCD心脏移植[11]。之后，进行DCD心脏移植的医疗机构和手术案例逐步增加。美国关于DCD心脏移植的主要经验源自器官护理系统（Organ Care System，OCS）的临床试验，2023年发布的试验[12]结果显示，DCD与DBD心脏移植的早期生存率相似。该试验报道了180例患者的临床结果，这些患者按3∶1的比例随机分配到DCD心脏移植组或常规DBD心脏移植组。DCD供心使用TransMedics OCS进行离体供心机械常温灌注（后文介绍）。DCD组受体6个月生存率为94%，DBD组为90%。DCD组严重原发性移植物功能障碍（primary graft dysfunction，PGD）发生率为15%，而DBD心脏组为5%。其他研究[13-16]结果也证实，使用DCD心脏的6个月生存率、并发症发生率与传统DBD心脏相似，为91%～95%。重要的是，应用DCD供体的医疗机构可显著增加心脏移植数量，缩短患者等待移植的时间[17]。Madan等[16]估算DCD供体应用可使美国每年增加300例成人心脏移植。近5年美国DCD心脏使用量迅速增加，2018—2023年分别为0例、7例、107例、205例、343例、612例（数据来源于UNOS公开资料，
DCD心脏捐献的过程通常在控制性撤除生命维持治疗（withdrawal of life-sustaining therapy，WLST）后进行[10]。由与移植团队或器官潜在受体无关的医疗专业人员做出WLST的决定，该决定必须是独立于器官捐献可能性的。在WLST之前3～5 min给予患者3万单位普通肝素抗凝。在WLST过程中要给予患者完善的治疗，保障患者舒适。患者循环停止（无脉搏或动脉线平坦）时首次宣告死亡。若继续器官捐献，设有5 min观察期以排除自发生命迹象恢复可能，无生命体征则第二次宣告死亡。5 min观察期足以排除自发生命逆转可能[18]。只有第二次宣告死亡后，移植团队才能接管供体的捐献工作，启动外科获取器官程序。美国各医疗机构根据自定DCD政策执行，但遵循上述基本原则[19]。WLST可在ICU、麻醉恢复室或手术室进行，根据机构规定而异。WLST后的观察时间窗为60～120 min不等，仅在此期内宣告死亡者可进入器官获取流程；否则，患者将继续接受治疗，不可进行器官捐献。
对于心脏热缺血的标准及其容许时间窗，不同医疗机构有各自的规定[20]。例如，斯坦福大学心胸外科将WLST后收缩压下降至50 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）视为功能性热缺血（functional warm ischemic time，FWIT）的起始，灌注低温心肌保护液时刻为终止，其容许的时间窗限定在≤30 min[21]。这表示，如果供体的收缩压降至50 mm Hg后的30 min内未被宣布死亡，则必然超出了FWIT的允许时限，该供体心脏不再适用。倘若供体的收缩压在降至50 mm Hg后反弹升高超过该值，FWIT的计时将重置，从下次收缩压降至50 mm Hg时刻起重新计算。FWIT对器官质量有显著的负面影响。大部分FWIT发生在宣布患者死亡前，移植团队无法改变。但患者宣布死亡后至心脏开始灌注（DP-MP技术灌注低温心肌保护液，TA-NRP技术灌注氧合温血）的间隔时间可通过娴熟的外科技术和团队协作而缩短。因此，DCD心脏获取、复苏与评估需要由经验丰富的外科团队实施[10]。DCD心脏获取流程示意图见图1。
图1
循环死亡后捐献供体心脏获取流程示意图
ICU：重症监护室；PACU：麻醉恢复室；OR：手术室；WLST：撤除生命维持治疗；FWIT：功能性热缺血；DP-MP：直接获取后机器灌注；TA-NRP：胸腹常温区域灌注；OCS：器官护理系统；HOPE：低温氧合灌注；SCS：静态低温保存
2.2 离体供心常温机械灌注—TransMedics器官护理系统
TransMedics OCS（TransMedics Inc.，美国）是美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）唯一批准临床应用的离体心脏机械常温灌注平台[22]。该系统能够实现心脏复苏、优化组织内环境、缩短冷缺血时间、评估供心状态和功能，进行冠状动脉造影。TransMedics OCS为DCD心脏DP-MP提供了技术支持，是DCD心脏应用最广泛的技术；延长了DBD和DCD供心离体的安全时限，为实现长途运输提供了新手段。
TransMedics OCS由心脏控制单元、心脏灌注单元与心脏灌注液体套装3大功能单元构成，包括无线监控器、液体输送系统、灌注模块、除颤器、血气分析仪、血液采集套装、心脏停搏液套装等部件；见图2a～c。不论是DBD还是DCD心脏，使用该系统前，需通过供体右心房插管收集1.2～1.5 L血液。切除供心前，使用TransMedics推荐的心肌保护液（Bretschneider HTK液或del Nido液）顺行性灌注心脏。供心切除和检查后，需闭合未闭的卵圆孔、上腔与下腔静脉、右心房插管处，然后将供心主动脉与OCS主动脉接口连接，主肺动脉通过插管连接至血液贮液器。供体血液在加温至34℃并氧合后，泵入升主动脉以实现冠状动脉灌注，之后通过冠状静脉窦、右心房、右心室、肺动脉流回贮液器，再次经过OCS氧合后泵回主动脉，建立血液循环；见图2d。灌注回路中加入胰岛素、抗生素、白蛋白、甲基强的松龙、碳酸氢钠、多种维生素、电解质、葡萄糖和甲状腺素等。供心通常在温血灌注后短时间内恢复跳动，若发生心室颤动可施以直流电击。此外，放置双心室外膜起搏导线并连接起搏器，设置心室按需起搏（VVI）模式下心率80次/min。监控器实时显示主动脉压、冠状动脉流量、温度、血氧饱和度、肺动脉压、血细胞比容和心电图等参数；见图3。供心在OCS温血灌注期间，通过监测血流动力学参数、心电图和生化参数（血气分析、电解质和葡萄糖）进行评估。为调整血流动力学以及扩张冠状动脉，可泵入适量的肾上腺素和腺苷，并通过调整主动脉灌注流量，将冠状动脉流量维持在650～850 mL/min（并非真实的生理流量），主动脉压维持在65～90 mm Hg。同时，需及时纠正电解质紊乱和酸碱失衡，补充能量物质。监测动、静脉血的乳酸水平及其变化趋势和差值，以确定心肌乳酸摄取率，这是评估供心可用性的重要指标。最终判断OCS复苏的供心是否适合移植的标准包括：视觉评估心脏收缩力良好、血流动力学参数稳定、动脉和静脉血乳酸持续下降，以及动脉乳酸高于静脉乳酸[12]。相对较低的静脉乳酸水平表明乳酸吸收良好，反映心肌灌注充足[23]。但如供心收缩能力降低，伴随持续的血流动力学不稳定如主动脉压力增加，乳酸持续上升并>5 mmol/L，这提示心肌损伤及其相关的冠状血管阻力增加，这样的心脏应该被弃用。当供心被运送至受体的手术室且受体已准备好进行植入时，首先降温并移除主肺动脉插管，打开下腔静脉。接着关闭OCS血泵，通过主动脉接口灌注冷心肌保护液，迅速使心脏停搏。完成这些步骤后，将供心从OCS中取出，转移到受体手术区。
图2
TransMedics OCS示意图（引用美国FDA公开资料，https://www.fda.gov/media/147298/download）
a：设备外形；b：设备去除上盖后内部构造，心脏灌注单元尚未组装；c：心脏灌注单元前面观，该单元为一次性使用耗材，组装于OCS设备中；d：OCS灌注血液流动模式图；OCS：器官护理系统；FDA：美国食品药品监督管理局；图片经TransMedics Inc.授权使用
图3
TransMedics OCS实物图
a：心脏已置于心脏座舱，无线监控器被移除；b：心脏在座舱内已连接于TransMedics OCS进行灌注；c：TransMedics OCS心脏灌注系统的无线监控器；OCS：器官护理系统
TransMedics OCS的应用推动了DCD心脏移植的发展，允许在供体停止循环一段时间后优化心脏内环境并评估心脏的适用性[24]。不仅如此，不论对DBD或DCD供心，该技术的显著优势包括：缩短冷缺血时间以提高移植成功率、对扩展标准供心进行评估、延长供心离体的安全时限、扩大供体库。笔者的1个病例，供体医院距离受体医院超过
尽管TransMedics OCS心脏移植病例在美国增长迅速，但也存在一些问题。比如其设备成本高昂（每次约需
2.3 胸腹常温区域灌注技术
TA-NRP是一种复苏DCD供心和评估供心活力的技术。不同于TransMedics OCS为代表的DP-MP技术，TA-NRP可实现在体内复苏心脏，并在生理条件下进行评估，是DP-MP的有效替代方法。
TA-NRP的外科手术方法在细节上因医疗机构而异，但基本步骤相同[30]。在DCD供体被二次宣布死亡后，外科团队迅速开胸并打开心包，进行右心房插管引流静脉血并排空心脏。之后阻断全部主动脉弓部血管防止大脑再次供血，升主动脉插管后连接静脉-动脉体外膜肺氧合（veno-arterial ECMO，VA-ECMO）建立体外循环，恢复全身除大脑以外的常温有氧血液灌注；见图4。可在弓部血管阻闭钳远端的无名动脉插管引流，以进一步排空大脑血供；也可在肺动脉主干插管引流以减轻左心负荷。建立VA-ECMO后，进行气管插管并连接呼吸机，恢复供体的肺部通气。TA-NRP的起始目标流量通常设定为5 L/min。若发生心室颤动，可进行体内除颤。心脏通常在恢复灌注后不久即可恢复窦性心律，随后进入并行循环阶段。此阶段，可纠正供体内环境紊乱及酸碱失衡，适当使用血管收缩药物以维持平均动脉血压>60 mm Hg。根据心脏功能恢复情况，TA-NRP一般持续30～60 min，供体脱机后评估心脏独立工作的功能。有些医疗机构通过Swan-Ganz导管和食管超声进行评估，而有些则完全依赖于外科医生的视觉和触觉评估。若供心被认为适合使用，将灌注冷心肌保护液以停止心脏跳动，随后的心脏获取流程与DBD心脏获取相同。心脏切取后，可以使用传统SCS技术保存心脏，但越来越多的医生选择使用SCTS。
图4
胸腹常温区域灌注技术工作模式图
ECMO：体外膜肺氧合
TA-NRP技术与以TransMedics OCS为代表的DP-MP技术相比，可显著缩短从供体循环停止到供心复跳之间的缺血时间，可实现心脏在生理条件下的功能评估，且经济成本也更低[20,31]。Urban等[28]分析了内布拉斯加大学医学中心进行DCD心脏获取的成本和效益，结果显示，TA-NRP获取每颗心脏的直接成本为
2.4 控制低温保存技术—SherpaPak心脏运输系统
自1967年世界第1例心脏移植开始，在过去50余年中传统SCS是最为广泛采用的供心保存技术[29]。SCS将供心置于充满冷心肌保护液的无菌容器后，在容器周围覆盖冰屑。SCS的优点是简便、经济，但缺点是快速、不均匀降温，存在不可预测的温度波动，以及冰与心肌之间可能发生近距离或直接接触的风险[35]。心脏在低于2℃时会引起蛋白质变性、细胞损伤、舒张功能不可逆抑制以及心脏传导系统损害，从而可能导致移植物失败的风险[36]。供心在较高温度（>12℃）中，代谢氧需求增加[37]。因此，国际心肺移植学会（International Society for Heart and Lung Transplantation，ISHLT）的指南[38]推荐在运输过程中将供心温度维持在4～8℃，但这一温度范围通过传统SCS方法无法可靠地实现。而且，越来越多的供心通过TA-NRP技术获取，这样的供心已经历一次缺血-再灌注损伤，心肌组织更加脆弱易损，因而对保存技术的要求更高。
2018年美国FDA批准了一种新型控制低温心脏保存系统—SCTS（Paragonix Technologies Inc.，美国）。这是商业化的一次性使用设备，操作简便，专门设计用于在运输过程中将供心温度稳定维持在4～8℃之间，最长可达40 h[37]。SherpaPak的冷却机制采用了特殊相变材料（一种能够储存和释放大量能量的物质），提供均匀冷却，有效防止因冻结引起的心肌组织损伤[37]。使用过程中，首先通过连接器将供心的主动脉连接到内罐顶部，然后将供心完全浸没在装满心肌保护液的内罐中。再将内罐放入外罐中，外罐周围配备了冷却包（相变材料）和保护性聚苯乙烯外壳；见图5。该设备提供连续的实时供心温度监控，并能通过蓝牙将温度和地理位置数据传输至用户的移动电话，这些数据可通过应用程序在移植医疗团队内部实时共享。
图5
SherpaPak心脏运输系统
a：SherpaPak结构示意图（引用Paragonix公开资料，https://www.paragonixtechnologies.com/sherpapak），图片经Paragonix Technologies Inc.授权使用；b：SherpaPak实物正面观；c：SherpaPak实物上面观（去除上盖）；d：内罐实物，供心已置入内罐
2020年Radakovic等[39]报道了首个临床研究结果，证实使用 SherpaPak 进行供心保存安全且无害。随后，多项临床研究[40-41]评估了使用 SherpaPak 进行供心保存的临床结果，数据显示 SherpaPak 能够降低PGD发生率、减少起搏器的使用和术后红细胞的用量。目前还没有使用SherpaPak的随机临床试验。GUARDIAN-Heart是一个国际多中心注册试验[42]，比较了用SherpaPak与传统SCS保存供心的临床结果。从2015—2022年，共255例受体使用SherpaPak，314例受体使用SCS。两组的基线特征相似，但SherpaPak组供体和受体的距离更长。倾向性评分匹配结果显示，与SCS相比，SherpaPak显著降低了严重PGD发生率（3.4% vs. 12.1%，P=0.005），并提高了1年生存率（96.4% vs. 88.7%，P=0.03）。在缺血时间>4 h的患者中，SherpaPak与降低严重PGD发生率（3.7% vs. 18.0%，P=0.01）和提高30 d生存率（100% vs. 94.0%，P=0.02）相关。尽管SherpaPak的直接设备成本（约
2.5 低温氧合灌注技术
虽然与传统SCS相比，SCTS显著改善了心脏保存效果。但与SCS相同，SCTS仍然是一种冷缺血储存方法。冷缺血储存法进行心肌保护存在多种负面效应，如出现代谢底物耗尽、缺血-再灌注损伤和内皮细胞损伤，其中细胞膨胀、水肿和细胞酸中毒最为突出[44]。美国目前正在进行一项创新的低温氧合灌注临床试验，该技术通过XVIVO心脏灌注系统（XVIVO Inc.，瑞典）实现，希望能进一步解决上述问题，提高供心的保护效果。XVIVO是一款便携式设备（图6），功能类似于小型心肺旁路机，其以低温将心肌代谢水平降低的同时，用富氧、含血的心肌保护液对供心进行连续灌注[45]。XVIVO系统由心脏座舱、一次性灌注单元、XVIVO灌注液和灌注添加剂组成。心脏座舱的功能组件包括压力/流量自动控制的保存系统、气体交换系统、白细胞滤器、冷却单元、电池和软件。XVIVO灌注溶液是一种基于白蛋白的高渗、富含营养并添加了激素和抗生素的心肌保护液。使用XVIVO灌注溶液2.5 L和300～500 mL与心脏受体血型匹配的红细胞进行混合，使血细胞比容达到10%～15%。供心获取后，升主动脉插入XVIVO特制管道与血泵相连；经二尖瓣口插入左心室引流管，防止灌注过程中左心膨胀。心脏被置于储液器中，通过升主动脉插管对冠状动脉进行顺行性灌注，灌注压力设定为20 mm Hg，温度为8℃，此时冠状动脉流量通常为150～200 mL/min。整个灌注过程供心处在静止、非跳动状态。
图6
XVIVO实物图
a：正面观；b：上面观（去除上盖后）
临床前研究[46]已证实，使用XVIVO系统进行24 h的心脏保存是安全的，可以很好地维持心肌的收缩力和内皮功能的完整性。一项非随机化的二期临床试验[47]比较了6颗使用XVIVO灌注的供心与25颗采用SCS保存的供心，其中XVIVO组的中位保存时间为223 min，SCS组为194 min。结果显示，XVIVO组受体在6个月时无重大事件发生率（包括PGD、7 d内需要ECMO支持或急性排斥反应超过2R）达到100%，而SCS组为72%。另一项来自大洋洲的非随机、单臂、多中心研究[45]旨在评估低温氧合灌注在延长供心保存时间（预计6～8 h）对30 d受体生存率及移植后供心功能的影响。该研究中，长期保存组的平均保存时间为414 min，最长达527 min。30 d内受体生存率达到100%。与ISHLT登记系统的对照组相比，即使保存时间明显延长，30 d生存率仍显著优于对照组。该研究表明，低温氧合灌注技术能有效延长心脏保存时间至近9 h，有助于超远距离获取器官。XVIVO还被用于2022年1月7日由马里兰大学完成的首例猪-人异种心脏移植中的供心保存。相比于离体供心常温机械灌注技术OCS系统，低温氧合灌注技术在长时间保存DBD供心时具有潜在优势[45]。常温机械灌注技术保存供心时间越长，PGD发生率越高，这可能是由心肌水肿所致，而这一现象在XVIVO系统中并不明显。假如TransMedics OCS设备发生故障会导致灾难性供心损失，而即使XVIVO发生故障也会将保存方式从低温氧合灌注转换为SCS，因此在运输过程中更加安全。此外，XVIVO在灌注过程中无需像OCS一样进行及时且复杂的参数调整，因此使用更加简便。由于上述优势，低温氧合灌注技术有良好的临床应用前景。然而，与常温机械灌注技术相比，低温氧合灌注技术无法通过评估乳酸水平、血流动力学或心脏收缩力评估移植物。目前，在美国针对XVIVO的临床试验（PRESERVE Heart Study）正在进行，尚未广泛使用。
2.6 扩展标准供体、心肺复苏后供体与高风险供体的应用
扩展标准供体（extended criteria donors，ECDs）心脏，也称为边缘供体心脏，包括缺血时间延长、年龄较大、有冠状动脉疾病史和LVEF降低的供心[48]。既往研究[49]认为，与使用标准供心相比，使用ECDs供心与术后并发症发生率和死亡率增加相关。然而，由于医疗技术的发展和供心的持续短缺，使用ECDs心脏的做法正在被重新评估，在美国，越来越多的心脏移植使用了ECDs。目前的共识是针对特定受体人群，使用ECDs心脏可以提供生存获益。研究[50]表明，使用>40岁供体的心脏与受体较差的移植后生存相关。供体年龄对受体生存的负面影响随着年龄的增加而增加，使用>55岁供体心脏的受体生存率最差[50]。然而，对于濒临死亡的受体，使用年龄较大的供体心脏已被证明可以提供生存获益[50]。一项来自斯坦福大学医院的研究[51]表明，对于>60岁的受体，使用>50岁供体心脏的平均生存期和移植失败率与使用年轻供心相似。总的来说，供体年龄与移植后受体生存较差有关，这很可能是由于心脏移植物血管病风险的增加。然而，这些供心仍可以考虑用于特定的候选受体。合并CAD的供体是另一大类ECDs。有研究[52]表明，似乎供心合并中度以下CAD并不影响受体生存，也没有导致移植物血管病的加速发展。Jahanyar等[53]研究了1987—2017年的UNOS数据库发现，接受合并（n=650，7.5%）或不合并（n=
在美国大部分供体在器官捐献前都经历过时间不等的心肺复苏术（cardiopulmonary resuscitation，CPR）。尽管供体进行CPR会降低供心的接受率，但大量研究[57]数据表明CPR并不影响供心质量或受体的临床结果。UNOS数据分析[58-59]显示，进行过CPR的供心与未进行CPR的供心相比，心脏移植受体30 d（95.2% vs. 94.7%）、1年（88.2% vs. 87.7%）和5年（72.8% vs. 74.2%）生存率相似。虽然近期有研究[60]显示，CPR时间>55 min可能预示着心脏移植后生存率较差，但此结论仍值得商榷[61]。目前的共识为全面心脏超声心动图评估是决定是否接受供心的最关键因素。CPR持续时间是一个考虑因素，但不应是决定性因素。ISHLT指南[62]建议即使供体CPR时间>30 min，如果超声心动图显示心脏功能和血流动力学满意，则不会对移植后受体的生存或结果产生负面影响。该指南强调了进行CPR后供心的全面评估，而非严格的CPR持续时间。CPR持续时间是否能独立预测受体的不良结果仍需要更深入的研究。
高风险器官供体是指对受体传播感染病风险高的供体。随着人类免疫缺陷病毒和丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）治疗的最新进展，使用高风险供体器官的情况有所增加。多项研究[63-64]显示，使用高风险供体心脏和标准风险供体心脏，受体在心脏移植后1年（84.3% vs. 83%）和5年（71.2% vs. 65.5%）的生存率相似。以HCV供体为例，2006年接受HCV阳性供体心脏的受体1年、5年和10年死亡率是非HCV供心受体的2倍多[65]。受体死因通常是肝病和移植物血管病。当时，干扰素和利巴韦林是治疗HCV感染的唯一疗法。2014年推出了新一代抗病毒药物治疗方案，对多种HCV基因型的抗病毒效能更高，副作用更小，可使90%～95%的HCV患者达到无病毒血症[66]。鉴于此，越来越多美国移植机构开始使用HCV阳性供体的实体器官。2016年仅有7个心脏移植机构使用HCV阳性供体，但到2019年迅速增加到57个[67]。HCV阳性的心脏供体从2016年的0.6%增加至2019年的11.45%[67]。心脏移植候选受体同意接受HCV阳性供体的比例从2016年前的<20%增加至2018年的接近40%[68]。根据UNOS数据，2021—2023年每年获取自HCV阳性供体的供心分别是：387例、420例、458例（
近期美国在供心来源方面另一个重大突破是将基因编辑猪心应用于临床。2022年1月，马里兰大学的Griffith 医师团队完成了世界首例 10 基因编辑猪到人的心脏移植手术[70]，该团队在2023年9月进行了第2例猪-人异种心脏移植手术。但是2例手术的受体都没有长期存活。死亡原因复杂，可能与病毒血症、抗体介导的免疫排斥反应与缺血-再灌注损伤有关[71-72]。因该技术距离广泛临床应用尚有很大的距离，所以本文不再详述。但这是未来心脏移植发展的重要方向，可能从根本上解决供体短缺的问题。综上所述，近10年心脏供体捐献、复苏与保存技术的进展巨大，可根据供体是DBD还是DCD、受体与供体之间的距离/预期供心缺血时间、供体年龄、供心状况、受体手术的复杂性、经济成本以及外科器官获取团队的经验等因素，选择不同的技术路径实现最佳的移植临床效果；见图7。DCD、ECDs、CPR供体、高风险供体、异种供体的应用是美国心脏移植领域最显著的临床进展。
图7
移植心脏从供体到受体的常见技术路径
DBD供心储存技术有SCS、SherpaPak，部分预计缺血时间长或需要进一步评估功能的扩展标准供心也可以使用TransMedics OCS。DBD供心使用XVIVO的临床试验正在进行；对于DCD供心的复苏技术有TransMedics OCS或TA-NRP，使用TA-NRP后需采用SCS或SherpaPak转运供心；DBD：脑死亡后捐献；SCS：静态低温保存；OCS：器官护理系统；DCD：循环死亡后捐献；TA-NRP：胸腹常温区域灌注
3 心脏移植外科技术与受体围手术期管理的现状与进展
3.1 不停跳心脏移植技术
近年，使用离体供心常温机械灌注TransMedics OCS的心脏移植病例在美国增长迅速。经典的手术方法需要对心脏进行二次停跳。第1次心脏停搏发生在供心获取时，当供心安装入OCS开始温血灌注后心脏复跳。第2次心脏停搏发生在受体手术室。首先给OCS中的供心降温，在主动脉根部灌注冷心肌保护液使供心停跳，之后将供心移出OCS用于移植。当供心左心房与主动脉吻合入受体后开放升主动脉阻闭钳，供心恢复灌注后逐步复跳。因此，这样的方法造成了供心产生两次缺血-再灌注损伤。2022年10月斯坦福大学医院心胸外科团队启动了一项新技术策略，即针对OCS病例在不进行第二次心脏停搏的情况下进行心脏跳动下的移植[73]。以避免心脏获取后额外的缺血时间，减少潜在的缺血-再灌注损伤。
不停跳心脏移植技术在供心获取、复苏与评估等环节与常规OCS病例基本相同，可应用于DCD或DBD病例，唯一需要注意的是，需预留较长的供体升主动脉以便后续操作。在供心植入环节，需将1根额外的管道连接入受体的体外循环机，用以将氧合血液灌注于供心主动脉根部。当供心抵达受体手术室，受体准备就绪后，将供心在OCS座舱中旋转180°，恢复到左心房在后的解剖位置。供心主动脉根部插入“心肌保护液灌注管”并通过管道连接体外循环机。之后放置双极心外膜临时起搏导线，进行心脏起搏（90次/min）。通过体外循环机逐步向供心主动脉根部灌注氧合血液，并减少OCS对主动脉的灌注流量。当OCS停止灌注后，在“心肌保护液灌注管”远端放置升主动脉阻闭钳。此时可将供心从OCS内移出，放入特制容器内以便血液回收入体外循环系统。此时主动脉根部的灌注氧合血流量一般为250～300 mL/min，温度为34℃。外科医师在心脏跳动下完成左心房与主动脉吻合；见图8。之后可移除升主动脉阻闭钳，后续步骤与常规心脏移植术相同[74]。对于DCD供心采用不停跳心脏移植技术，热缺血只发生在供体收缩压<50 mm Hg到灌注心肌保护液之间，冷缺血仅发生在灌注心肌保护液后到供心装入OCS恢复温血灌注期间。此后供心不间断地接受氧合温血灌注，持续跳动，显著缩短缺血时间，理论上可产生更好的心肌保护效果。
图8
不停跳心脏移植术中图
a：外科医师在进行左心房吻合，心脏尚未放入胸腔中，应用阻闭钳夹闭供体升主动脉远端，通过升主动脉近端的灌注管持续向供心灌注氧合温血，维持供心跳动；b：升主动脉吻合，完成升主动脉吻合并排气后，可移除供体与受体的两把升主动脉阻闭钳。后续手术操作与常规心脏移植相同
斯坦福团队[75]报道了早期10例不停跳心脏移植的初步临床数据，早期疗效满意。全组为DCD病例，供心平均热缺血时间20.9 min，平均冷缺血时间40.4 min，平均OCS机器灌注时间355 min。10例受体全部存活，无受体术后需使用ECMO、主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）或右心室辅助装置，无受体出现急性排斥反应；中位随访时间97.5（14.0，293.0）d，患者均恢复良好。但由于该技术的新颖性，目前病例数仍较少，仅在美国几个较大的心脏移植中心逐步推广使用。因此该技术是否会显著提高心脏移植疗效目前尚不清楚，需继续进行深入的临床与基础研究证实[76]。
3.2 部分心脏移植技术
部分心脏移植（partial heart transplantation）是指仅移植部分供体心脏的手术技术，实质上是一种活体同种移植物手术，可实施主动脉根部替换术、二尖瓣瓣叶片补片植入术等[77]。
部分心脏移植技术最初设计是为婴幼儿与儿童提供可生长的心脏移植物，特别是位于心室流出道的瓣膜。传统上适合婴幼儿与儿童瓣膜置换的小型植入物是来自尸体的同种移植物。同种移植物瓣膜储存在−135℃以下，虽保留了瓣膜的细胞外基质，但未采取任何措施来维持瓣膜细胞的活力。因此同种移植物在移植后即使可能保留少量的供体活细胞，但这些细胞高度异常，无法参与瓣膜的生物功能。这造成同种移植物无法生长或自我修复，随着患儿的成长，同种移植物仍然会衰败[78]。使用自体心包的Ozaki手术也存在相似的问题[79]。Ross手术利用自体肺动脉瓣移植，保留了瓣膜细胞活力，使得瓣膜在主动脉瓣位能够生长和自我修复。然而Ross手术也有一些缺点：首先，只有在肺动脉瓣膜功能正常的情况下Ross手术才可行；其次，Ross手术需要在肺动脉瓣位置使用同种移植物瓣膜替换，而该植入物无法生长或自我修复；第三，Ross手术将肺动脉瓣置于主动脉系统压力下，导致一些患者晚期自体移植物发生扩张与反流。为解决以上问题，美国心脏外科医师首先设计并实施部分心脏移植手术，即仅移植供体心脏中的瓣膜部分，而保留受体的自身心肌组织。与传统的同种移植物不同，这种活体同种移植物的细胞活性得以维持，可以生长与自我修复，实现减少抗凝强度甚至无需抗凝，在儿童心脏外科领域逐步开展后已显示出良好的早期疗效[77-78]。而且，该技术在成人心脏外科领域也有一定的应用场景，特别是对于那些抗凝治疗存在问题的年轻患者有潜在的应用价值，如有妊娠需求的女性、有出血障碍的患者以及生活方式活跃的患者[80-81]。
从外科技术上讲，部分心脏移植的供心获取与常规心脏移植相同。比如计划移植主动脉根部，在心脏切取后转运至受体手术室，继续解剖并切取供心主动脉根部，植入技术与McGiffin和Kirklin描述的经典主动脉同种移植物技术相同[82]。但与Ross手术使用自体肺动脉瓣不同，由于部分心脏移植使用的是活体组织，因此不需要使用人工血管对主动脉根部进行加固[81]。部分心脏移植与常规心脏移植相同，术前需要进行供体与受体间的组织配型，术后需要接受免疫抑制治疗，这是该技术的一个潜在缺点。但由于心脏瓣膜具有免疫“特惠性”[83]，所以部分心脏移植术后可能并不需要与常规原位心脏移植同样强度和时间的免疫抑制治疗，仅需要低强度和短期的免疫抑制。部分心脏移植技术具有显著的潜在优势，如移植物具有活性、可自我修复、术后无需抗凝、耐久性好、血流动力学好等。而且，心脏瓣膜可耐受长达48 h的缺血[84]，这极大地扩展了供体获取的地域范围。特别是由于功能不全或CAD等原因，大量供体的心脏被舍弃使用，但多数被舍弃心脏的瓣膜形态与功能仍然正常。如果部分心脏移植技术得以推广，那将有可能积极利用这一部分供心，在供体严重短缺的情况下显著提高供体的利用率[77]。此外，应用部分心脏移植技术还可以实现“多米诺骨牌”移植。比如患者A因扩张性心肌病需要进行心脏移植，但其主动脉瓣结构与功能正常。患者B是20岁女性，患有主动脉瓣狭窄，且2～3年内有妊娠需求。在A的心脏移植手术中，切除病变心脏接受心脏移植同时，A病变心脏的主动脉根部可被解剖、切取，移植给患者B。这样的做法可最大限度使更多的患者受益。
部分心脏移植技术作为一项新技术目前开展例数仍然有限，且主要是婴幼儿与儿童病例。其仍有很多问题需要继续研究，如部分心脏移植物的保存方法、术后最优的免疫抑制方案、其长期疗效如何等。但该技术由于其特有的优势，因此不论在儿童还是成人心脏外科领域均有其特定的应用场景，值得心脏外科医师进一步关注与研究。
3.3 心脏与其他器官联合移植
心脏与其他器官的联合移植例数较多的是心肺联合移植、心肝联合移植与心肾联合移植；见表2。
表2
2021—2023年度美国心脏与其他器官联合移植数量（例）
针对终末期心肺功能衰竭患者，虽然已经开发了多种治疗方法，但心肺联合移植仍然是最终解决方案。世界第1例成功的心肺联合移植于1981年在斯坦福大学医院完成，受体是1例原发性肺动脉高压末期45岁女性患者[85]。由于双肺移植正逐渐取代心肺联合移植的角色，尤其对于终末期肺病和右心室衰竭患者，因此心肺联合移植的病例数量并未有显著增加。近年全美心肺联合移植的数量维持在每年50例左右，术后1年生存率约为66%[86]。研究[86]显示，供体年龄较大、较早的移植年份、受体为男性、受体肌酐水平、受体糖尿病史、移植时受体使用ECMO支持以及医疗机构移植手术量是受体预后的显著影响因素；供体年龄较大、受体为男性、较早的移植年份、受体使用ECMO支持以及在移植手术量较少的医疗机构进行心肺联合移植是受体死亡或再移植的独立预测因素。斯坦福大学医院作为全美顶尖移植医疗机构，1981—2022年间共完成271例心肺联合移植病例。2001年以后在斯坦福大学医院实施的心肺联合移植患者，术后30 d生存率达97%，1年生存率达89%，10年生存率达53%[87]，疗效满意。
成人接受心肝联合移植的病因学，除家族性淀粉样变性、家族性高胆固醇血症等以外，很多患者是早年因患先天性心脏病接受Fontan手术，随着时间推移发生了Fontan循环衰竭以及终末期Fontan相关肝病（Fontan-associated liver disease，FALD）[88]。关于Fontan术后患者选择单独的心脏移植还是心肝联合移植，美国移植学会建议：对于FALD出现肝功能衰竭或纤维化迹象且肝脏结节明显的患者，应强烈考虑进行心肝联合移植[89]。由于心肝联合移植病例并不常见，目前尚未建立统一的手术方法。各机构有不同的手术方式，如顺序移植与整块移植等。Starzl医生团队在匹兹堡进行的首例手术是从中线开腹，完全松解肝脏之后进行胸部手术，全程使用体外循环。首先完成心脏移植，随后进行肝切除术，通过血泵氧合器转流门静脉血流。肝脏通过腔静脉中段插入术进行移植，胆管通过T形管进行重建，整个手术耗时15 h[90]。南加州大学Keck医学中心通常先完成心脏移植，之后进行超声心动图检查，确保血流动力学稳定，尽可能止血，并中和肝素。胸腔暂时不闭合，以备需要重新启动体外循环。肝脏团队随后采用背驮式肝移植[91]。斯坦福大学医院采用的整块心肝联合移植方法，要求供体器官获取中保持下腔静脉的完整性，供心连同下腔静脉和供肝整块取出；见图9[92]。移植手术时首先切除病肝，在肝切除术快完成时，心脏团队开始解剖心脏，患者置于体外循环状态下，整块切除心脏和肝脏。心脏的吻合与肝下腔静脉吻合同时进行。然后夹住门静脉转流插管，完成门静脉系统和肝动脉的吻合，之后恢复器官灌注。整块移植技术的优点有：手术过程中相对稳定的血流动力学、单次再灌注事件、缩短吻合口和肝脏缺血时间[93]。然而，这种方法的缺点是心脏缺血时间延长，并且需要两支手术团队同时工作。心肝联合移植的优势在于肝脏的免疫保护作用，移植心脏的急性排斥反应与移植物血管病的发生风险均较低[94]。因此接受心肝联合移植的患者可能仅需要较低强度的免疫抑制治疗[95]。一项纳入99例患者的Meta分析[96]结果显示，心肝联合移植术后1年和5年生存率分别为87.5%和84.3%。
图9
整块取出的供心和供肝的术中图
近年来，美国心肾联合移植的例数持续上升，2001—2021年病例数量增加了近14倍[97]。心肾联合移植数量持续大幅增加的原因可能是多方面的，主要包括：心衰和肾功能不全的合并症患病率增加、2018年UNOS分配政策改革后优先考虑急重症患者，以及接受者群体的扩大等[97]。进行心肾联合移植主要是由于担心单纯心脏移植后发生肾功能衰竭的不良后果。2016年ISHLT建议肾小球滤过率估算值（estimated glomerular filtration rate，eGFR）<30 mL/（min·1.73 m2）为不可逆的肾功能不全，是心脏移植的相对禁忌证[98]。心胸外科和肾移植专家2019年在波士顿达成了共识：心脏移植候选人如果eGFR<30 mL/（min·1.73 m2）应考虑进行心肾联合移植，eGFR在30～44 mL/（min·1.73 m2）之间且有慢性肾病证据（如蛋白尿或肾脏体积减小）的患者也应考虑心肾联合移植，而eGFR>45 mL/（min·1.73 m2）的患者不适合进行心肾联合移植[99]。心肾联合移植手术规划中主要考虑因素是肾移植的时机。手术可一站式进行，即在心脏移植后立即植入肾脏；或分站式进行，即在心脏移植一段时间后进行肾移植手术。目前认为分站式移植可能是更优的方法，其优点是肾移植前血流动力学稳定，可避免心脏移植期间体外循环的炎症级联反应与血管收缩药物对肾移植物产生负面影响[100]。一般肾移植在心脏移植后24～48 h进行。一项研究[101]分析了7例分站式心肾移植患者临床数据，结果显示本组病例的平均肾脏冷缺血时间为53 h，最长肾脏冷缺血时间为69 h，这种分站移植对肾功能无显著负面影响。一项基于分析UNOS数据的研究[97]表明，心肾联合移植术后1年存活率从2001—2006年的86.7%提高至2017—2021年的89.0%；术后死亡预测因素包括较高的总胆红素水平、较高的肺动脉压、较长的心脏缺血时间和移植前患者需要机械通气。Agarwal等[102]发现，UNOS数据库中所有心肾联合移植和单纯心脏移植患者的中位长期存活率相似（12.4年vs. 11.3年，P=0.053），其中eGFR<45 mL/（min·1.73 m2）的患者（13年vs. 10.2年，P<0.001）以及移植前需要透析的患者（12.4年vs. 9.9年，P<0.01）可从心肾联合移植中获得更显著的生存获益。
3.4 心脏移植术后原发性移植物功能障碍
PGD是心脏移植术后患者30 d内死亡的主要原因[103]。2014年ISHLT共识工作组制定了PGD的标准化定义和分类[104]。定义PGD为发生在心脏移植后的前24 h内，不是由超急性排斥反应、肺动脉高压或手术出血等原因造成的心脏移植物功能障碍。严重PGD诊断标准为需要MCS治疗，如ECMO；轻度至中度PGD通过超声心动图标准识别，血流动力学恶化需要高剂量正性肌力药物或IABP支持[104]。在过去10年中这一诊断标准被广泛采用，提高了PGD研究和临床管理质量。然而，PGD的真实本质仍然模糊，文献[105]报道的发病率和死亡率差异较大，分别为1.0%～31%和3%～75%不等；严重PGD的发病率和院内死亡率分别为8%～49%和3%～65%不等。这些显著差异突显了PGD病因学和诊断的复杂性，以及目前对PGD的临床管理缺乏一致标准，这些问题是近年本领域的研究与讨论热点。
首先，目前对PGD的诊断与严重程度的评估依赖于影像学、血流动力学和治疗方式，而不是病理和病因学证据。PGD的治疗主要是通过正性肌力药物和MCS维持受体的血流动力学稳定[106]。而目前在美国对心脏移植后MCS的启动时机与设备选择尚无统一指南，更多是由主治医生根据经验决定，而PGD的诊断又依赖于MCS的使用，这就造成了PGD诊断的差异很大。其次，严重PGD的年发病率显著增加，从2010年的2.0%到2020年的12.2%[107]。这种趋势可能归因于当前的医疗实践，包括使用更多的DCD、ECDs心脏。此外，更多受体在移植前就应用了MCS，这些都是PGD的关键风险因素[107]。尽管新技术如SherpaPak和XVIVO可降低严重PGD发生率[35,42,45]，但这些技术未能抵消严重PGD发病率的上升趋势。另一个更关键的原因是，目前心脏移植后越来越积极地使用ECMO，因而提高了严重PGD的诊断率。与10年前相比，ECMO的管理技术取得巨大进步，如严格的抗凝管理策略、更小的灌注管以及常规使用远端灌注导管，已显著减少了ECMO的卒中和肢体缺血等重大并发症，使得积极使用ECMO更为安全。考虑到ECMO可提供更广泛的“安全”边界，外科医生们越来越倾向于跳过最初的IABP或高剂量正性肌力药物，直接升级到ECMO治疗。积极使用ECMO确实可显著降低严重PGD的死亡率。哥伦比亚大学的研究[108]发现：早期积极植入ECMO的策略可使心脏移植后严重PGD的院内死亡率由28%下降到5%。然而，积极使用ECMO增加了严重PGD的诊断率，并可能导致过度诊断。再者，当前临床实践中难以寻求PGD的病因学。引起PGD的原因可能涉及炎症反应、缺血-再灌注损伤、激肽系统的激活等因素，或多种因素的组合[109]。有研究[103]显示，轻度或中度PGD的风险因素与严重PGD不同，表明其潜在病因不同。例如胺碘酮、β-肾上腺素能受体拮抗剂的使用和延长的缺血时间增加了所有PGD分类的风险；而供体死亡原因、受者糖尿病状态与轻度至中度PGD有关，术中血液制品的使用与严重PGD相关。这些发现强调了PGD病因与严重程度之间的因果关系，突显了寻求病因在PGD临床管理中的重要性。有研究[110]表明：人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）-A的特定位点估算群体反应抗体（cPRA）可预测PGD的严重程度，这一现象提示针对特定患者进行血浆置换或静脉注射免疫球蛋白可降低PGD风险。最后，人工智能可在革新PGD的诊断和风险分层方面发挥重要作用。有研究人员[111]开发了一个非线性人工神经网络模型用于评估供体、受体状况与心脏移植后PGD发生的关系。结果显示在
综上所述，PGD是影响心脏移植疗效的关键因素。然而，当前在PGD的诊断、风险分层、治疗管理方案方面仍未达成共识，这可能对PGD的客观评估造成挑战，进而影响多中心临床研究的可靠性和指南的制定。但随着研究的深入与新技术的出现，该问题有望得到改善。
3.5 心脏移植围手术期机械循环支持的应用与再次心脏移植
随着MCS技术的进展，越来越多的终末期心衰患者在心脏移植前即接受了临时或持久MCS治疗作为移植桥梁。MCS治疗的目标是提供足够的器官灌注并减轻心室负担。目前在美国有多种临时MCS设备可使用；见表3。2018年UNOS改革供心分配政策后，使用临时MCS治疗的患者被分配了更高的优先级。因此移植前应用了临时MCS的患者接受心脏移植的数量增加。2018年后，移植前使用IABP支持的患者占所有心脏移植病例的27%，使用临时心室辅助装置支持的占4%。使用VA-ECMO支持的占5.3%[112]。IABP是最常见的临时MCS设备，可使心输出量增加约0.5 L/min，并增加冠状动脉灌注、减少心脏后负荷和降低心肌氧耗[113]。与其他临时MCS设备相比，IABP提供的血流动力学支持较低，但其优点包括易于植入和成本低。其他临时MCS设备之间的植入方式、血流动力学特点和血流量支持都有所不同。例如Impella 5.5（Abiomed，美国）可提供高达6.2 L/min的流量。VA-ECMO提供双心室支持和氧合，可提供最高达10 L/min的血流量，在所有临时MCS设备中，其可提供最强的血流动力学支持。在使用临时MCS支持期间，患者可能面临许多并发症，会增加后期心脏移植的风险。如使用Impella 5.5的经验发现，超过1/3的患者因出血需要输血[114]，这可能导致心脏移植候选人免疫致敏。然而，研究[115]发现，使用临时MCS作为桥梁进行心脏移植的患者术后生存率满意，与非桥接受者相似。
表3
临时机械循环支持设备与特点
在美国，接近1/4的安装了持久左心室辅助装置（durable LVAD，dLVAD）的患者是为等待心脏移植进行的桥接治疗[116]。dLVAD可为心衰患者提供有效的血流动力学支持。然而，安装dLVAD手术导致的胸腔内组织粘连，使后续心脏移植手术面临潜在风险。研究[117]表明，dLVAD对心脏移植后结果有负面影响，显著增加术后早期死亡，尤其是存在肾功能不全和体重指数较高的患者。另外一个讨论热点是dLVAD后进行心脏移植的最佳时机。早期一项对468例安装HeartMateⅡLVAD（Thoratec Corp，美国）后进行心脏移植患者的研究[118]发现，dLVAD支持时间对心脏移植后存活率无显著影响；然而在dLVAD支持期间24 h内需要输注超过2单位红细胞的患者，其1年存活率显著降低。dLVAD安装手术对心衰患者是一次重大“打击”，患者完全恢复后再进行心脏移植是更稳妥的选择。目前的观点是：如在患者完全恢复之前，或植入dLVAD不到30 d内进行心脏移植，将可能导致不良结果[119]。然而，随着dLVAD支持时间的延长，发生dLAVD相关不良事件的可能性也会增加。因此，在dLVAD植入后9～12个月内（甚至1～3个月）进行心脏移植，可减少并发症并改善移植后结果；另外，具有心肌恢复潜力的患者通常会在6～9个月内显现出来，因此这时将更有助于判断心脏移植的风险与获益[119]。最后，许多动态的社会与心理因素也会影响dLVAD支持时间和移植候选名单的资格，这增加了探讨这个问题的复杂性。总之，对于重度心衰患者，虽然dLVAD支持可以在等待心脏移植期间提高生存率，改善器官灌注与功能，但必须权衡其本身的并发症，如感染、出血、卒中和给心脏移植手术造成的风险。因此，使用dLVAD支持的患者可能需要更谨慎地评估其心脏移植的资格。
对于心脏移植后MCS的应用，目前美国并没有相关指南规范MCS的启用时机与设备选择，更多地取决于医疗组的经验和偏好，但共识是尽量早期使用[106]。心脏移植后IABP和ECMO是最常用的设备。如前所述，近年ECMO的应用越来越积极与广泛。VA-ECMO提供强大的双心室支持与氧合，使其成为多数严重PGD患者的首选。关于ECMO的插管部位尚存在争议。有移植机构优选中心插管的ECMO支持，除非患者在术前已经使用外周插管ECMO或在ICU床旁紧急安装ECMO[120]。中心插管可以避免外周血管并发症，提供满意的循环支持、左心室卸负荷和上半身氧合，而且不增加死亡率[121]。相比之下，更多机构偏好外周插管，因为关胸后移除ECMO设备时无需重新开胸，降低了感染风险。一项来自欧洲的研究[122]显示，外周插管可提高心脏移植后3个月和1年生存率。应用VA-ECMO时另一个值得注意的问题是左心室后负荷增加，导致左心室舒张末期压升高，从而可能引起肺水肿。目前有多种技术可以解决这个问题[123]：（1）经皮插入左心房引流管（通过房间隔）并连接到静脉管道；（2）通过左心房引流管（通过房间隔）直接连接到TandemHeart；（3）经皮植入左心室猪尾巴导管进行主动的左心室引流；（4）ECMELLA技术，即联合使用VA-ECMO和Impella进行主动的左心室引流；（5）使用IABP卸载左心室后负荷，间接实现左心室引流；（6）通过经皮球囊房间隔造口术实现被动左心房引流。这些技术中，IABP最易行，应用最广泛，但效果相对有限。结合使用ECMO和Impella的ECMELLA技术是一种更强大的双心室支持策略，无需左心房引流即可提供充分的左心室减负荷，但其可能增加VA-ECMO的并发症，特别是出血和溶血[124]。目前该技术的应用虽不广泛，但正被逐步推广。
对于已经使用MCS治疗的PGD患者，如果供心最终无法恢复，则再次心脏移植手术被认为是一种选择。UNOS数据库显示，2023年度美国再次心脏移植数量为123例。由于初次供心的失效，受体处于不理想的生理状态，可能出现肺水肿、肾衰竭、肝衰竭、血管麻痹和凝血障碍，这些情况都是再次移植的巨大障碍。Iribarne等[125]利用UNOS数据研究了在初次移植后90 d内进行再移植手术。1995—2008年
3.6 人工智能在心脏移植领域的应用
近年人工智能在心脏移植领域的应用是研究热点，研究主要集中在预测死亡率、PGD和心脏移植的结果[127]。大多数证据集中在使用机器学习（machine learning，ML）模型预测移植后死亡率和生存率。ML模型能够识别非线性关系，并整合多种变量预测患者的结果。与传统的回归模型相比，ML模型具有优势，因为其可分析复杂结构的数据，创建新的动态关系，并筛选出对特定结果影响最大的变量。传统的线性模型确定某个事件发生的概率是基于特定变量的影响，而ML可基于多种变量输入构建模型，并根据最有影响力的因素进行调整。
Medved等[128]建立了一个两层神经网络模型，用于预测患者在心脏移植等待名单上180 d、365 d和730 d后的临床结果（仍在等待、已移植或在等待名单中死亡）。研究使用了UNOS的成人患者数据，该神经网络模型在这3个时间点的F1分数分别为0.674、0.680和0.680，相比基线的0.271显著提高。这意味着模型在这3个时间点上预测的准确度和灵敏度表现较为一致，且都在一个相对较高的水平。Yoon等[129]使用决策树技术开发了一个生存模型，用于预测心脏移植后的生存。该研究使用称为“预测树”的预测因子簇，输入变量包括受体、供体的临床特征以及供体-受体的匹配属性，如年龄、性别、既往移植、输血、肝肾功能、呼吸机辅助、HLA不匹配和血型。该模型在3个月生存预测中的C-统计量为0.66，3年生存预测的敏感性为0.8，这提示该模型有66%的概率正确区分实际生存和未生存患者；在所有实际存活3年以上的患者中，该模型能够正确识别出80%的患者。这个结果表明，该模型在3个月生存预测中有一定的准确性，但还有改进空间。同时，模型预测3年生存的能力较强，能够有效识别出大多数长期生存的患者。因此，该模型在预测心脏移植患者的短期和长期生存方面都有一定的实用价值。Kampaktsis等[130]应用UNOS数据库中
总之，在心脏移植领域中人工智能模型在预测患者临床结果方面比传统的线性模型更准确。人工智能模型有助于评估移植手术风险和预后，确定心脏移植的候选资格。人工智能可为临床决策提供更有力的工具。但目前的人工智能模型仍存在偏倚风险、需要外部验证以及实用性较低的问题，而且用于训练模型的数据库没有关于免疫抑制方案的详细数据。因此，今后我们需要更多来自不同人群的高质量、完整和准确的数据进行此方面的研究。但人工智能引领的“智慧”心脏移植一定是未来发展的方向。
近些年在心脏移植受体管理方面的进展还包括新的虚拟配型技术、术后无创免疫监测技术、新的免疫诱导、免疫调节与免疫抑制疗法等。然而，这些工作主要由心脏专科医师完成，因此不在本文讨论的外科进展范围内。心脏移植的手术技术已经相当成熟。过去10年，尽管在受体端的外科领域也取得了一些新的技术进展，然而总体不如供体端的技术革新显著。与10年前相比，虽然目前心脏移植的术后生存率没有显著提升，但我们要认识到，当今医疗实践中涵盖了更多的危重患者，而心脏移植的疗效并没有下降，依然非常满意，这正是技术进步带来的效果。
4 总结与展望
近年来，美国在心脏移植的供体捐献、外科技术、围手术期管理等方面取得了显著进展。在供体严重短缺的情况下，供体获取和保存技术的革新以及DCD、ECDs的应用显著扩展了供体库，增加了移植手术量。不断涌现出的新外科技术有望进一步改善心脏移植疗效。特别是MCS和人工智能的快速发展，可能为本领域带来革命性的变革。总之，未来心脏移植领域必然迎来更多突破，为终末期心衰患者提供更有效的治疗选择。
利益冲突：无。
作者贡献：梁宏亮负责论文选题、设计、撰写和修改，文献资料的检索、评估和筛选，图表制作等。
