文章刊登于《中国科技产业》杂志

202608期“院士专论”

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习近平总书记指出,人民健康是民族昌盛和国家富强的重要标志,坚持人民至上、生命至上,强调要把保障人民健康放在优先发展的战略位置,全面推进健康中国建设。聚力攻克重大疾病诊疗关键技术,健全重大疫情救治体系,筑牢国家公共卫生安全屏障,是推进健康中国建设、保障人民生命安全和身体健康的战略举措。体外生命支持技术作为重症救治、新发突发传染病应急防控的核心支撑装备,是落实健康中国战略、守护人民生命安全的关键抓手。习近平总书记一直以来十分关心医疗科技创新和科研成果转化应用。这份牵挂贯穿了我国医疗创新从跟跑到并跑、再到部分领域领跑的全过程,让一项项实验室里的技术最终变成了守护百姓健康的利器。2016年5月,李氏人工肝技术在“十二五”科技创新成就展中作为卫生健康领域的标志性成果亮相参展。2018年4月,习近平总书记在考察博鳌乐城国际医疗旅游先行区规划馆时,现场视察李氏人工肝血液净化设备等系列医疗设备,对相关技术成果给予充分肯定。这份荣誉里凝结着一代代科技工作者的坚守,更饱含着党和国家对医疗科技创新和推动前沿技术临床转化的深切关怀。

21世纪以来,全球疾病谱与医学科技发展格局正经历一场深刻嬗变。一方面,病毒性肝炎、重症感染、脓毒症、多器官功能衰竭等重大疾病带来严峻的临床救治挑战;另一方面,新发突发传染病风险如暗流涌动,病原体跨地域传播日益加快,使得全球公共卫生安全防线承受着前所未有的巨大压力。从SARS到甲型H1N1流感,从H7N9禽流感到新冠病毒感染,每一次重大疫情都在不断刷新医学界对感染性疾病危重症发生发展规律的认识。过去,人们往往将疾病归因于某个器官的病变;而今天越来越多的研究证实,无论肝衰竭、重症肺炎,还是脓毒症、多器官功能衰竭,其本质都是机体免疫失衡、炎症失控和内环境紊乱共同作用的结果。

当危重症患者遭受严重感染或重大损伤时,免疫系统会迅速启动防御反应。但当这种反应失去控制,大量炎症介质持续释放,形成“细胞因子风暴”,引发全身炎症反应综合征,导致多个器官功能衰竭。此时真正威胁患者生命的,已非病原体本身,而是全身性炎症所致的内环境稳态失代偿与器官序贯性衰竭。人工肝血液净化、连续性肾脏替代治疗(CRRT)、体外膜肺氧合(ECMO)等体外生命支持技术不断发展,使医务工作者能够对患者内环境实施动态可控的干预,有效削减循环中的致炎因子和代谢毒素,稳定内环境参数,延缓或阻断多器官功能恶化的级联进程,为组织修复与器官功能恢复创造必要的治疗窗口。

回顾几十年的探索历程,我深刻认识到,未来医学创新的核心不只是发明新的设备或药物,而是构建系统化、平台化、智能化的生命支持体系。围绕这一目标,我和团队持续开展人工肝血液净化及危重症救治体系研究,逐步形成从重型肝炎救治到新发传染病防控、从器官功能支持到多器官功能保护的“中国方案”。历经近40年持续迭代的李氏人工肝血液净化系统,走出了一条自主创新、服务患者健康、支撑公共卫生安全的特色发展之路。

一、源自临床真实痛点,自主攻坚构建人工肝完整技术体系

我的科研道路始终植根于临床实践。20世纪80年代,我在感染性疾病科工作期间,重型肝炎是临床最棘手的疾病之一。许多患者短时间内便发展为肝衰竭、肝性脑病和多器官功能衰竭,病死率极高。作为一名一线医生,我经常面对患者家属焦急而无助的眼神,也一次次目睹年轻生命因缺乏有效治疗手段而离去。那时,我不断思考:肾衰竭患者可以依靠血液透析获得肾功能替代,那么肝衰竭患者是否也能够获得类似的体外支持?

这一想法真正得到验证,始于一位危重患者的救治经历。一名急性重型肝炎患者合并肝肾综合征,入院时已深度昏迷。我们尝试采用血液滤过和透析等综合支持治疗,经过一周持续干预后,患者逐渐苏醒,肝肾功能明显改善。这个病例让我意识到,血液净化技术不仅能够替代肾脏功能,也有可能承担部分肝脏功能。此后,我带领团队系统分析国内外研究进展,结合大量临床病例深入研究肝衰竭发病机制,首次提出将血液透析、血液滤过、血浆置换、血液吸附和血液灌流等多项技术有机整合,构建能够承担肝脏解毒、合成和代谢功能的人工肝支持系统。

从今天看来,这一理念似乎顺理成章,但在当时却面临巨大困难。那时我国相关设备基础十分薄弱,许多治疗参数只能依靠人工调节;危重患者病情变化迅速,出血、低血压、感染等并发症频繁出现;国际上也缺乏成熟经验可以借鉴。1986年,依靠浙江省卫生厅青年基金3000元的科研经费,我们开启了“人工肝支持系统治疗重型肝炎”的研究。虽然条件艰苦,但是我们团队始终坚持从患者需求出发,在实践中不断创新。科研人员长期驻守病房,对患者治疗全过程进行动态观察,以真实临床数据指导技术优化。而且研究涉及感染性疾病学、肝病学、重症医学、生物信息学、生物工程学、材料学和自动控制技术等多个领域,我们坚持跨学科合作,开展联合科研攻坚。每一次治疗都是一次学习过程,每一次并发症处理都推动系统进一步完善。经过十余年攻关,我们团队最终克服治疗中易出血、低血压、休克等难点,创建了一套独特有效的李氏人工肝血液净化系统。

二、迭代升级人工肝技术,构建多维一体化技术矩阵

自1986年至今40年间,李氏人工肝经历了3个发展阶段。

1986年到2001年为初创阶段,依托临床真实痛点,形成了以血浆置换、吸附、滤过等单一治疗模式为特征的李氏非生物型人工肝(Li-NBAL) 1.0系统,至1996年初步建立成熟的人工肝治疗体系,在治疗肝衰竭患者方面取得重大突破。次年,该成果获得浙江省科技进步一等奖。至1998年,我们团队进一步构建了完整的标准化诊疗流程,推动人工肝技术从实验研究向临床常规应用转化。1998年,《人工肝支持系统治疗重型病毒性肝炎的研究》相关成果获国家科学技术进步奖二等奖。

2002至2012年期间,我们团队研发了可针对不同病情进行不同组合Li-NBAL 2.0系统,实现个体化治疗,能更有效地替代肝脏的核心代谢与解毒功能,显著改善肝衰竭并发症,从而明显提高患者生存率。同时将人工肝应用于肝移植围手术期,延长了手术患者的等待供肝时间,并为肝移植术后排斥反应患者的细胞再生提供了时间。人工肝联合肝移植综合治疗使患者生存率超过90%。还牵头制定国内诊疗规范,发布临床诊疗指南,相关成果荣获国家科学技术进步奖一等奖。

为推进临床治疗的系统化、技术操作的标准化及治疗模块的集成化,2013年至今迈入再创新阶段。现在功能高度整合的Li-NBAL 3.0(Li-ALS)系统实现了全面升级:在结构上突破传统方案,首次采用六泵设计(包括血液泵、返浆泵、分离泵、循环泵、补液泵及滤过泵);具备自动智能化报警体系;支持无线连接与网络化中心控制;构建李氏人工肝智能云服务-AI系统。该系统以小剂量血浆置换为基础,针对肝衰竭的不同病因、发病机制及临床表现,有机整合了合成、代谢、解毒与内环境稳定等多重功能,显著提升临床疗效的同时,节省血浆用量,而且使人工肝治疗流程更规范、更标准、更简便。Li-NBAL 3.0系统还在人感染H7N9禽流感、新型冠状病毒肺炎及脓毒症等重症患者的救治上得到了应用,显示了很好的清除炎症介质、阻遏细胞因子风暴的能力。

随着研究不断深入,我逐渐认识到,非生物型人工肝虽然能够有效清除毒素,但是仍无法完全替代肝脏复杂的代谢、合成和免疫调节功能。真正意义上的人工肝,不仅要能够“解毒”,更要能够“再造功能”。进入21世纪后,我们团队将研究重点转向混合型人工肝特别是生物人工肝领域。经过反复比较和筛选,我们团队选择原代猪肝细胞作为核心研究对象。猪肝细胞来源丰富,在结构和功能上与人肝细胞具有较高相似性,为生物人工肝的搭建提供关键细胞基础。围绕细胞分离、培养和功能维持等关键技术,我们团队开展了大量基础研究,建立了成熟稳定的原代肝细胞培养体系。随后将肝细胞接种于自主设计的中空纤维生物反应器中,成功构建生物人工肝系统,并应用于重型肝炎患者临床救治,取得很好的疗效,进一步增强了生物人工肝研制与应用的信心。同时,我们团队围绕生物反应器开展持续创新,先后研发了漏斗形悬浮式反应器、导流悬浮型生物反应器、类肝小叶反应器、纳米支架灌流式反应器等多种新型装置,显著提高细胞存活率和代谢效率,获得十余项国家发明专利。在此基础上,我们团队融合现代生物基因技术和新型功能材料,持续攻关新一代生物人工肝、混合型人工肝核心技术,力争早日落地服务临床诊疗。

三、拓宽技术应用边界,搭建覆盖新发传染病的全域危重症救治体系

2013年人感染H7N9禽流感疫情暴发期间,大量重症患者出现严重肺损伤和多器官功能衰竭。通过深入研究,我们团队发现许多患者死亡并非单纯由于病毒复制,而是由于机体免疫系统过度激活导致的细胞因子风暴。长期开展人工肝治疗的经验使我意识到,既然人工肝能够清除肝衰竭患者体内大量炎症介质,那么是否也可以用于控制H7N9患者的过度炎症反应?

基于这一思路,我带领团队将李氏人工肝系统应用于重症H7N9患者救治。结果显示,这一治疗方法能快速使患者血液中的IL-1β、IL-2等炎症因子水平迅速下降,快速改善ARDS、休克和水电解质紊乱,显著消除“细胞因子风暴”,显著降低病死率。这一研究成果发表在国际顶级医学期刊《新英格兰医学杂志》。我们团队联合中国疾病预防控制中心及多家高校和科研机构开展协同攻关,建立新发传染病防控与救治体系,相关项目成果获得2017年度国家科学技术进步奖特等奖。在长期实践中,我们团队进一步总结形成“四抗二平衡”救治策略。“四抗”包括抗病毒、抗休克、抗低氧血症和多器官功能衰竭、抗继发感染;“二平衡”包括维持水电解质酸碱平衡和维持肠道微生态平衡。该策略强调从系统层面认识与干预疾病,集中体现了整体医学观与系统生物学的临床转化实践。

在抗击新冠疫情中,我带领医疗队驰援武汉,认识到COVID-19重症患者也存在细胞因子风暴,结合“四抗二平衡”经验,将李氏人工肝与干细胞、微生态等技术联合应用于治疗重症、危重症患者,治疗后患者症状明显好转,将ICU危重症患者的病死率从52.4%降至12.2%。重症、危重症患者的人工肝血液净化技术治疗被写入国家《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(第七版)》。随后,我们团队牵头组织全国专家制定并发布《人工肝血液净化系统应用于重型、危重型新型冠状病毒肺炎治疗的专家共识》,迅速向全国推广。在此基础上,该救治体系进一步走向国际,先后与厄瓜多尔、新加坡、西班牙、意大利及多个“一带一路”沿线国家建立远程连线与临床协作,分享诊疗经验,协助当地疫情防控与患者救治,为全球抗疫贡献了“中国方案”。

四、以科技创新守护生命健康

回顾数十年探索历程,从人工肝技术的首创到危重症救治体系的构建,从重型肝炎的临床攻坚到新发突发传染病的应急防控,我一直秉持的理念是:医学创新源于临床实践、归于人民健康。我始终认为,一项真正有价值的创新成果,不应停留在实验室和少数中心,而应惠及广大患者。因此,自1997年起,我们团队启动了人工肝技术的全国推广计划。通过构建系统化培训体系、举办专题学习班、开展临床带教与实地指导,已将该技术逐步推广至全国30多个省(自治区、直辖市)的300余家医院,培养了大批专业人才。

人工肝的发展历程彰显,真正具有生命力的原创成果,往往诞生于对临床难题的长期坚守;而能够重塑医学格局的突破性进展,必然根植于多学科的深度交叉融合。从单一中心到全国网络,从惠及首批患者到累计救治数十万例重症患者,人工肝技术的发展历程,直观反映了我国医学科技成果转化能力的持续跃升。

面向未来,人工智能(AI)、精准医学、组织工程、新型生物材料等前沿方向正加速融入医学创新链条。人工肝及其衍生的体外生命支持系统,必将朝着智能化、精准化、个体化方向持续演进,实现对人体生命过程更精准的感知、调控与重建。然而,无论技术如何迭代,医学的本质始终是守护生命的科学与艺术。对生命的敬畏、对患者的责任、对创新的执着,始终是驱动我们前行的根本动力。

2026年两院院士大会上,习近平总书记发表了重要讲话,强调要以更大力度、更实举措加强基础研究,聚焦生命科学、生物医药等前沿方向,进一步推动科技创新与产业创新深度融合。作为医疗科技工作者,我现场聆听了习近平总书记的重要讲话,深受鼓舞、倍感振奋。沿着习近平总书记指引的方向,我将继续带领团队以国家重大需求为导向,以服务人民健康为根本初心与使命,坚持科研创新与临床转化相结合,不断推动感染性疾病重症救治的创新发展,为建设健康中国、增进人类健康福祉贡献全部力量。

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