心血管疾病檢查/心衰作為心血管最後的戰場,如何帶來千億市場空間?

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  2018年,在醫療器械領域投融資總額中,心血管領域以總融資額871億美元成為醫療器械領域融資額最高的細分領域。(數據來自矽谷銀行Trends in Healthcare Investments and Exits 2019)類似的,心血管領域還是近年來並購的熱門方向。

  可見,心血管器械領域因為巨大的潛力被持續看好。

  這個領域已經催生了眾多成功的公司,分布在例如冠脈支架市場和人工心臟瓣膜市場,全球市場規模都在千億以上。而這兩個市場目前也已成為高端醫療器械中國產化率最高醫療器械細分市場。

  由於醫療器械更新換代較快,為了增加產品競爭力目前相關業內公司依舊保持了高研發投入趨勢。在相關企業已經建立了較深的護城河後,後續公司想要進入有較大難度。

  那麼在下一階段,心血管市場增長將由哪一細分領域驅動?從近年來活躍的前沿技術和企業方向來看,心力衰竭市場很有可能將誕生多個百億甚至千億級的賽道,拉動心血管市場下一輪增長。

  中華醫學會心血管病學分會主任委員、中國心血管健康聯盟主席葛均波院士評論說,心衰被稱為心臟病治療的最後戰場。他表示盡管人類幾乎在心臟疾病的治療上都取得了重大進步,但是心衰(HF)是一個例外,因為它的患病率正在上升,並且生存期僅有很小的延長。

  為什麼說心衰治療是心血管最後的戰場?心衰又將帶來多大的市場增量空間?本文將從心衰發病機制、診斷、治療上分析心衰市場現存的痛點,並梳理解決方案。

  心衰:心血管最後的戰場

  為什麼說心衰將是繼冠脈和瓣膜後最大的心血管市場?首先,我們需要弄清楚什麼是心力衰竭,也就是心衰。心衰是心臟泵功能不全的一種疾病,它會導致血流減慢、靜脈和肺淤血以及其他導致心功能下降的表現。

  如果我們把心臟想像為一個機械泵,它會周而復始地泵出血液以供應全身組織器官的營養。當由於各種原因導致「泵」的功能出現障礙,也就是心臟收縮功能減退,心臟就不能把靜脈里的血抽回到心臟里,同時也不能把心臟里的血泵出去。

  從病因上看,很多心臟疾病和慢病都會導致心衰,這些疾病包括心律失常、高血壓、肺部疾病、自身免疫性疾病。

  從心衰的臨床表現來看,患者症狀主要表現為呼吸困難、疲乏和液體瀦留。

  心衰市場有著龐大的患者群體,且將持續增長。

  2018年,中國有1000萬心衰患者。在世界範圍內,約2300萬人患有心衰。

  它更常見於老年人,幾乎所有的心血管疾病到最終都會導致心力衰竭的發生。醫療水平的提高使心臟疾病、糖尿病、肥胖等慢性病患者生存期延長,大陸人口老齡化趨勢加劇,都會導致潛在的心衰危險人群快速擴增。

  雖然心衰的發病原因多種多樣,但是心衰的診斷並不難。

  醫師通常在體格檢查的症狀基礎上懷疑有否心力衰竭,如細弱而快速的脈搏、異常的心音、肺水腫(包括聽診)、怒張的頸靜脈及腫脹的下肢等。

  在精準診斷上,胸部 X 線能顯示擴大的心臟及肺水腫。心電圖檢查 (ECG— 心電圖) 確定心臟節律是否正常。超聲心動圖 ( 超聲心動圖和其他超聲檢查) 通過聲波來產生心臟的影像,是評價心功能包括心臟泵血功能及心瓣膜功能的最佳方法之一。其他一些方面,如核素顯像、磁共振或計算機斷層掃描成像和血管造影心導管術 ( 心導管檢查術和冠狀動脈血管造影術),可以用來判斷心力衰竭的原因。除了影像診斷方式,還會需要進行血液檢查,測量B型利鈉肽 (BNP)。BNP是心肌細胞收到牽拉刺激之後分泌的物質,可用於心力衰竭的診斷和預後評估。

  這些診斷設備和方法在醫院較易獲取,診斷成本不高。

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  慢性心力衰竭的診斷流程 圖片源自《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》

  

  心衰的治療:死亡率和再住院率居高不下

  從治療方法上看,醫生常常會集中精力治療引起心衰的病因,改變生活方式,以及通過藥物治療和手術或其他干預方式治療心衰。

  充血性心力衰竭主要是由於心臟收縮功能減退導致的,一旦發生應首先積極尋找引起心衰的原因,對因治療。

  其次盡量減輕心臟負荷:包括休息,低鹽飲食,適當應用鎮靜藥,限制活動等。對於重度心衰者採取嚴格的低鹽飲食和控制喝水量,來減輕液體瀦留,同時應該根據「強心利尿擴血管」的原則來應用一些藥物,例如利尿劑通過增加尿量,減少血容量而有助於腎排出鹽及水分;ACE 抑制劑和血管緊張素 Ⅱ 受體阻滯劑可以舒張血管和促進腎排出多餘水分;醛固酮拮抗劑可直接阻斷醛固酮的效應,有助於抑制液體瀦留,從而減輕心臟的負荷;地高辛,可以增加心肌收縮力,減慢過快的心率,減輕收縮功能不全患者的症狀等等。

  根據以上描述,不難發現,心衰藥物的效果都是在緩解症狀層面。作為一種退行性慢性病,心衰不能完全治愈。

  在晚期心力衰竭的治療方法中,心臟移植手術是目前公認的治療終末期心衰患者的唯一有效手段, 然而嚴重缺乏心臟供體這一問題極大限制了心臟移植手術的進行,因此催生了好幾個人工心臟賽道的玩家,比如雅培旗下的Thoratec公司、美敦力、同心醫療。

  雖然心衰發病原因和治療方法都較明確,但目前,所有類型的心衰患者在現有心衰藥物和器械的強化治療下五年死亡率仍然高達30-70%。

  因此,心衰也被稱為是心血管領域最後的戰場。

  不同於其他很多疾病,死亡率較高的原因是由於發病機制不清楚、診斷率低,心衰的診斷和治療方式都較明確。但目前心衰的死亡率和再住院率依然居高不下。

  原因就在於患者在確診後,並不是接受治療後便可以正常生活,他們總是反復於病情穩定和不穩定的急性惡化之間。正由於存在急性惡化,患者需要反復住院,而發生每一次需要住院的惡化,心肌受損程度都會加重,患者壽命也會相應縮短,導致高死亡率。

  隨著病情的發展,心臟變得越來越虛弱,治療變得更加複雜,心衰進入末期,傳統的心臟治療方法和症狀管理策略不再有效。只能進行心臟移植或者使用人工心臟。

  冰凍三尺非一日之寒,在每一次心衰急性惡化之前,心臟會釋放很多信號,充盈壓先發生改變,引發心臟擴張,惡性循環作用下開始出現肺水,肺水慢慢積累,患者就會意識到明顯症狀。但是在惡化起初,因為心臟沒有神經系統去感知惡化,只有當患者表現出明顯症狀,譬如,呼吸困難以及虛弱等症狀才意識到,但往往這個時候,心臟已經持續惡化了幾十天,心臟已經受損嚴重,只能去醫院搶救,導致住院率高,死亡率高。

  再住院率和死亡率居高不下造成巨大的經濟負擔,美國每年在這一疾病上的醫療花費就超過310億美元,一半以上是住院費用。數據顯示,大陸心衰患者平均每年住院2.4次,年均住院天數達22天;患者年均一次醫療費用近2.9萬元,高於大陸年人均可支配收入。

  

  心衰管理將成為下一熱門賽道

  心臟移植可以為心力衰竭晚期患者帶來全新的希望,但目前,在美國商保體系較為發達環境下,植入一個雅培LVAD的平均成本超過17萬美元,同時更換泵的成本約9萬美元。這對於大部分患者都難以承受。

  想要降低心衰管理的死亡率和再住院率,除了可以在晚期更換人工心臟外,還可以在心衰確診後,通過心衰管理防止心衰惡化,讓患者生存周期加長。

  

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  由於心臟肌肉沒有神經系統感知,導致患者每次都在是出現惡化症狀的時候才有感知。從上圖可以看出如果患者沒有心衰管理預警設備,由患者自己感知到症狀惡化時,已經錯過了最佳藥物調整時機。從開始惡化到出現症狀,相差的時間只有20天到30天,當患者意識到惡化時,惡化已經持續過久,造成不可逆的損傷,患者必須要入院進行治療甚至搶救。

  據統計,約20%的心衰患者在確診後1年內死亡,約50%的心衰患者在診斷5年後死亡,生存率低於多種癌症。

  也就是說,對於大部分沒有到晚期的患者來說,心衰的痛點不是初診,而是確診後反復惡化的管理。

  心衰管理因為它的強痛點,近幾十年一直有非常多的醫生和公司嘗試用各種方法和參數去解決提前預警和管理的工作。1995年Rich醫生就發表了關於通過電話隨訪來管理心衰患者的文章,點燃了遠程患者管理的熱情。雖然有眾多醫療機構和企業布局,但是還沒有很好的解決方案。

  心衰隨訪管理主要監測的核心參數包括症狀、體重、經胸阻抗、充盈壓力等。

  最容易判斷的是症狀,當心衰惡化時,患者會出現水腫、疲乏、睡眠不暢、夜間排尿增多等症狀。但是患者出現症狀時,已經造成了不可逆的損傷。監測症狀,往往太遲,不能減少入院。

  早期醫生遠程隨訪的監測參數是體重,好處是患者容易測量,但是敏感性較低。Lewin在2005年發表的試驗文章中稱此方法敏感性低於20%,遠程監控體重不能減少再入院或死亡。

  另一個近年來常用方法的監測參數是使用植入器械測量的經胸阻抗,用於評估肺水,⽐體重變化更敏感,但是在美敦力SENSE-HF和雅培DEFEAT-PE臨床中假陽性仍然很高,在美敦力DOT-HF臨床中甚至反而增加了心衰住院。

  在過往的臨床中,有些遠程隨訪結果顯示可改善住院率及死亡率,有些又不可以,結果很難復制。盡管如此,業內熱情不減,仍然不斷有機構和企業在嘗試不同的組合方案,比如2011年Veterans Administration機構花了13.8億美元來做心衰和高血壓患者的遠程管理;2013年,美敦力收購了遠程患者管理公司Cardiocomm Solutions,並之後推出了多個遠程(心衰)患者管理平台服務。

  總的來說,上述傳統指標的監測管理都預警太晚且不可靠,臨床試驗也無法證實能減少住院,所以還無法作為心衰管理準確的指征。行業專家目前公認的最前沿權威指標是心臟充盈壓力,它可以兼具敏感性和特異性。

  充盈壓力主要分為心臟左房壓和肺動脈壓。由於預測時間早,準確性較高,心臟充盈壓近年來被業內公認為心力衰竭惡化的最早和最準確的實時指示。

  大約90%因心力衰竭入院的患者伴有左心房充盈壓(LAP)升高的肺充血。左房壓的增加是即將發生心力衰竭加劇的最早跡象,遠早於臨床症狀出現之前。

  當心衰發生後,心衰失代償會直接導致心臟充盈壓(左房壓LAP)增加,繼而導致肺動脈壓(PAP)增加,造成肺毛細血管滲出,心臟功能逐漸由代償向失代償轉變,出現明顯的症狀和體征。

  在這個過程中,壓力升高是心衰失代償的早期指征,且這個指征不會有太多混雜因素。

  利用心臟充盈壓監測,如果監測到充盈壓升高,馬上進行藥物調整,就可以打斷惡性循環,防止心臟受到不可逆的損失,以及住院和死亡率的增加。

  

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  多家巨頭布局,創業公司緊隨其後

  在心衰監測這一市場中,核心頭部玩家已經放棄基於症狀的技術檢測,而是集中在圍繞監測左心房壓或肺動脈壓的監測展開布局。在心衰管理市場中,多家巨頭都有布局,同時也有黑馬創業公司帶著新技術解決方案亮相。

  

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  現有解決方案以植入方式為主,價格昂貴

  首先要介紹的當屬雅培的CardioMEMS心衰系統,這是全世界第一個,也是目前唯一一個FDA認證通過能夠大幅降低NYHA心功能III級心衰患者住院率和提高患者生活質量的系統。CardioMEMS通過植入設備在肺動脈中,監測肺動脈高壓信號並傳輸給醫護人員,醫生根據數據通知患者調整用藥來做到心衰管理。CHAMPION臨床結果顯示可降低30天心衰相關再住院率37%,全因再住院率58%,同時肺動脈壓可被控制在目標範圍之內。

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  CardioMEMS肺動脈壓傳感器及植入位置示意

  Endotronix的解決方案和雅培的CardioMEMS方式幾乎一樣,通過導管將傳感器Cordella植入到心臟中,外置信號接收器,接收信號,增加了更多交互的便利性。病人可以通過系統自帶的平板電腦APP了解參數變化情況,醫生也可以通過軟件及時掌握患者疾病情況,和患者互動。Endotronix已經融資超過1億美金,動脈網剛剛報導該公司完成了D輪的擴展融資,用於傳感器硬件的FDA註冊臨床和軟件平台的商業化。

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  第二個需要重點介紹的是波士頓科學開發的HeartLogic算法,這是波士頓科學最新植入性心臟除顫器 Resonate ICD/CRT-D上用於心衰管理的功能。研發團隊在早期研究里得到心音變化與心衰惡化高度相關的重大發現,通過器械上多個傳感器對500例個體進行數據收集和處理,圍繞心音這個核心參數,輔以與心衰相關的另外幾個參數,包括心率、呼吸、經胸阻抗、活動度,構建算法進行整合輸出一個與左房壓有密切關係的復合指數,來指示心衰惡化的進度,再用400例入組試驗來驗證此套算法的有效性,結果顯示預警急性心衰惡化的敏感性為70%,一年誤報警次數為1.4次/人,且可提前34天預警急性心衰惡化事件。基於此臨床結果,該產品已獲得FDA批准,但它同樣需要患者植入該心臟除顫器才能使用HeartLogic的功能。

  Heartlogic近期還獲得了美國蓋倫獎組委會發布的2019「最佳醫療技術獎」提名。蓋倫獎(Prix Galien Award)被公認為制藥和生物醫療行業的最高榮譽,旨在褒獎醫療、科學在研究與創新領域所取得的卓越貢獻,被譽為「醫藥界的諾貝爾獎」。

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  Resonate CRT-D及其具有的HeartLogic算法

  除了波士頓科學,Vectorious Medical Technologies則是開發了一種植入在房間隔上的微創裝置V-LAPTM,在左心房一側有傳感器。除了一個植入物外,患者還需要帶上帶開關的類似隨身聽大小的皮帶,為植入物提供動力,並將監測的數據自動傳輸到基於雲的系統。憑借這一技術,Vectorious Medical Technologies在去年獲得1000萬美元B輪融資,費森尤斯有參投。

  目前,V-LAPTM正在歐洲進行註冊臨床中。

  雖然CardioMEMS、Cordella、HeartLogic和V-LAPTM都做到了肺動脈壓或者左房壓的監測,但是他們的方式都需要有創植入,而且價值不菲。而新的解決方案將帶來心衰管理進入無創精準時代。

  Sensible Medical公司來自以色列,研發了一款可穿戴的背心Sensivest,通過雷達波技術檢測肺部積液。心衰患者在惡化中後期會發生體液瘀積,所以Sensivest通過無創量化地測量肺水來進行心衰管理,此項技術已獲得FDA批准,不久前還被拜耳看中,Sensible Medical向拜耳進行了技術授權。

  國內一家名為大耳馬科技(常用英文簡稱 DARMA)的公司也在研發無創心衰管理設備。

  DARMA的核心技術是光纖傳感器技術,動脈網報導過該公司醫療級智能監護的解決方案和「無像心臟超聲」進行無創血流動力學連續監測。近期了解提到DARMA沿用了波士頓科學HeartLogic使用第三心音作為核心參數的多參數組合策略,還基於無創血流動力學信息,開發提煉了另外兩個關鍵參數,與心音數據組合,構建算法進行分析處理,可準確評估左房壓,進而管理心衰患者。

  初步臨床結果顯示,DARMA心衰產品不亞於Heartlogic效果,後者的FDA臨床試驗準確率為70%,而DARMA三參數聯合評估準確率為92%。

  在技術原理上,DARMA光纖傳感器群組持續從背部感知心臟搏動產生的波形,進而評估血流動力學信息。產品形態可以為墊子形態,或者馬甲形態,可巧妙應用於家庭,醫院,養老機構等多個場景。值得一提的是,DARMA還將心衰監測產品的成本大幅降低,讓大多數人都能負擔該產品。

  

  近乎空白的心衰管理市場將迎來爆發式增長

  從目前的市場容量來看,雖然大陸心衰患者數量龐大,但目前國內現有的心衰管理市場還近乎空白。

  根據《2018中國心力衰竭診斷和治療指南》,2018年,大陸有1000萬心衰患者,有2.7億心衰的高風險人群。如果心衰管理設備滲透率能達到70%,人均消費額達到5000元,則整個心衰管理設備潛在需求規模為500億元。

  從市場增長趨勢來看,在心血管市場中,心臟節律管理(CRM)設備和心力衰竭(HF)產品構成了最大的單一細分市場。在全球醫療器械市場中,心血管醫療器械占比達到12%,是僅次於體外診斷的第二大細分領域;在大陸,心血管植入物設備在醫療器械子行業中占比只有6%。市場還有較大增長空間。

  從發病率來看,美國自1995年後心血管死亡率明顯下降,而中國多年來,心血管病患病率及死亡率仍處於上升階段。根據天津市胸科醫院心臟科主任叢洪良的說法,「作為多種心血管疾病的最終轉歸,心力衰竭是目前唯一一種患病率、發病率、和死亡率均逐年增長的心血管疾病。」

心血管疾病檢查/心衰作為心血管最後的戰場,如何帶來千億市場空間? 汪醫師產文 第8張

  Age-Adjusted Death Rates* for Heart Disease and Cancer,† by Sex — United States, 1980–2011

  

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  1990-2016年中國城鄉居民心血管死亡率變化,數據來自《中國心血管報告2018》

  

  在美國市場中,無論是植入式解決方案,還是無創式的解決方案,產品種類較多,心衰管理市場競爭較大,但是國內,這個市場還近乎空白,解決方案較少,且現有的管理方法價格高昂,在患者可及性上不占優勢。

  國內市場心衰管理產品較少的主要原因市場認知不夠。目前心血管市場中,主要的廠家依然主要關注院內場景,對於院外、家庭場景關注較少。患者對於心血管疾病認識也不夠。

  隨著市場認知的加深,心衰管理市場將迎來爆發式增長。

▼ 汪國麟醫師 ▼

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