随着手术技术、免疫抑制剂等不断更新与进步，在国内外专家学者的共同努力下，世界心脏移植发展迅速，移植数量及预后稳步提升，但由于供体器官短缺、心脏保存技术瓶颈、移植排斥反应等问题，接受心脏移植的患者极为有限，心脏移植领域仍然存在未被满足的巨大需求和提升空间。

器官短缺是制约心脏移植工作开展的全球性问题，主要表现在供体来源不足及供体利用率不足。

DCD供心是当前极具临床应用可行性的心脏来源，其合理应用可以提高近20%的心脏移植数量，国外已有部分临床研究报道。大多数研究均发现DCD供心经合理保存维护后，移植效果及生存率与DBD供心无差异。Shivank Madan等人使用cox回归和倾向匹配对2020年1月至2021年2月期间成人供体心脏移植进行分析，发现DCD和DBD心脏移植在30天或6个月死亡率、30天内原发性移植物衰竭或其他结局（包括住院卒中、起搏器植入、血液透析和术后住院时间）无显著差异。但是，Austin等人发现DCD心脏移植比DBD心脏移植术后更容易发生严重的双心室移植物失功。随着筛选标准、供心维护及保存策略等研究的进一步深入，DCD心脏移植有望实现临床推广应用，缓解供心短缺现状。

此外，在当前新冠病毒流行的大背景下，使用病毒感染的器官进行移植风险尚不明确，临床医生对于使用病毒感染的供体仍较为谨慎，一定程度增加了器官弃用率，从而加剧了供体短缺。

全球供心利用率仅约30%，当前器官保存技术缺陷及保存不当是利用率下降的重要因素。

目前，由美国TransMedics公司率先研发的常温机械灌注仪—Organ Care System（OCS）已实现临床转化，是国际上唯一一款可供临床使用的机械灌注系统，相关可行性及安全性研究发现，尽管OCS保存较标准的SCS保存的时间更长，DBD心脏移植后二者呈现相似的研究结果；OCS应用于扩大标准的DBD心脏和高危患者的心脏移植，展现出良好的移植预后。值得强调的是，常温机械灌注技术最成功的地方在于推动了DCD心脏移植的临床应用，由于常温机械灌注技术可一定程度逆转热缺血损伤，有效保证心脏的长途转运，并实现心脏功能的实施评估，目前已有超过100例DCD心脏经OCS保存后用于心脏移植，其短期效果与DBD移植手术相当，但仍需进一步的临床试验证实。此外，由瑞典团队研发的Steen Heart Preservation System 和美国团队研发的HeartPort System、LifeCradle Heart Perfusion System等低温机械灌注系统尚处于研究阶段。随着研究的进一步深入，伴随灌注液配方的不断优化、评估方案的持续改进以及新的治疗方法的产生，机械灌注技术有望成为DCD及边缘供心的标准处理方法，并成为心脏静态冷保存方法的有效扩展，通过保存过程中充分的心脏功能评估及损伤修复，显著提升供心质量，改善移植预后。

尽管机械灌注技术展现出良好的供心保存效果，但仍不可避免存在缺血损伤，影响患者预后。为破解心脏移植过程中的缺血损伤难题，2021年7月中山大学附属第一医院团队利用自主研发的灌注系统率先研发并开展了首例无缺血心脏移植，患者预后良好。无缺血心脏移植技术理论上可实现移植全程心脏不停跳，避免了心脏缺血损伤，为提高供心质量提供了新的可能，但其临床疗效尚需进一步的临床研究证实。

此外，由于现有保存技术无法解决零度以下结冰问题，长期保存器官和发展器官保存库暂无法实现。因此，超低温保存技术逐渐受到国内外学者的关注，目前已有少量高质量基础研究通过使用抗冻物质及机械灌注技术实现了脏器零下10—15℃的长时间保存。但是，超低温保存过程中，如何有效预防和延缓冰晶形成，减轻脏器损伤，是该技术需重点克服的难题。超低温保存技术的研发应用可使手术准备时间更加充足，允许患者进行充分的术前准备，甚至有望将心脏移植转变为择期手术。

自20世纪初至今的100余年里，异种移植经历了四个阶段的“破冰之旅”，最终实现临床应用。

2022年1月7日，美国马里兰大学医学院Griffith团队成功将基因编辑猪的心脏移植到一名57岁男性心衰患者体内，术后一个月移植猪心功能良好，无明显排斥反应，患者活动良好脱离ECMO，但移植后第49天时移植物发生衰败，术后第60天患者死亡。尸检结果发现异种移植物显著水肿，移植物重量增加近一倍，病理学结果发现心肌细胞坏死、心肌间质水肿、红细胞外渗，但无微血管血栓形成，与典型的排斥反应不符。在国内，空军军医大学西京医院窦科峰院士团队完成了基因编辑猪-猴心脏、肝脏等多器官多组织同期联合移植，并获得成功。这些具有里程碑意义的探索对推动异种移植的临床应用具有重大的意义。

异种移植的临床应用有望解决供体来源的问题，造福广大终末期脏器功能衰竭患者，为器官移植事业带来革命式发展，但仍将面临异种移植免疫排斥反应、生物安全、跨物种适配及伦理心理等四大挑战。

异种移植物排斥分为超急性移植物排斥（HAR）和迟发性移植物抑制（DXR），主要涉及免疫反应（包括抗原抗体结合、补体系统、细胞免疫等）的触发、凝血功能异常、炎症反应以及缺血再灌注损伤。为解决上述问题，学者通过基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，修饰或敲除异种抗原[如α1,3-半乳糖(α1,3-Gal)、N-乙酰神经氨酸（Neu5Gc）和SDa抗原]可减轻异种排斥反应；通过下调共刺激和猪细胞MHC的表达可有效抑制T细胞排斥反应，2016年，Mohiuddin报道基因编辑猪（GTKO.hCD46.hTBM）应用抗CD40单克隆抗体可以阻断CD40-CD154通路，在心脏异种异位移植模型中长期存活时间达到945 d；通过对异种移植物细胞表面的MHC进行基因修饰，可保护移植物免受人类NK细胞介导的细胞毒性，还能显著抑制巨噬细胞产生的促炎细胞因子和巨噬细胞介导的细胞毒性。此外，还可通过获取患者成纤维细胞，将其重编程为人诱导多能干细胞后培养注入器官缺失的猪囊胚构建人源化心脏，将此人源化心脏作为异种移植物从而增加组织相容性；通过调节hHO-1、A20等表达可以缓解缺血再灌注损伤，更好的保护异种移植物；通过体外连续灌注保存，防止基因编辑猪心出现早期异种移植功能障碍。Griffith团队使用的基因编辑猪不仅敲除了上述三种异种抗原及生长激素受体，同时转录表达了人CD46、血栓调节蛋白和内皮细胞蛋白C受体，亦调节了抗炎因子CD47和HO-1等，术后多次心肌活检及尸检结果均未发现典型的移植排斥反应特征。因此，异种移植排斥反应的预防与治疗策略将是未来国内外广大专家学者的重点研究方向。

异种移植的另一个障碍是人畜共患病致病微生物跨种传播的风险。将猪心脏原位移植到狒狒体内的研究出现了猪巨细胞病毒(PCMV)、猪玫瑰病毒(PCMV/PRV)和猪圆环病毒3 (PCV3) 传播，显著缩短了异种移植存活时间。在第一例猪心脏移植给人类受体的过程中出现了PCMV/PRV中传播，可能是该患者死亡的原因之一，此外，猪内源性逆转录病毒（PERV）也能够感染人类细胞株，异种移植后可能导致受体感染，并有可能引发大流行病毒感染。然而，随着基于CRISPR的基因编辑等技术的不断进步，该风险有望得到彻底解决。

排斥反应是影响心脏移植术后患者生存率和预后的关键因素。

此外，其他非侵入性检查手段对排斥反应的监测亦意义重大，PET心肌灌注成像检测心肌血流储备（MBFR）和微血管CAV，可评估患者死亡或再次移植的风险；供体特异性抗体（DSA）监测有助于评估患者移植后预后不良及心血管不良事件发生率；外周血白细胞基因表达谱可用于评估2个月以上稳定的心脏移植患者排斥反应发生情况；液体活检（LB）技术作为一种新技术，与EMB相比具有无创、成本低等优点，且更易获取样本，可作为EMB确认心脏移植排斥反应发生的前瞻性前提；供体来源的细胞游离DNA（dd-cfDNA）作为一种敏感生物标志物，与排斥反应程度和移植物失功呈正相关性，可以精确反映排斥反应类型和移植物损伤程度；循环中的细胞外囊泡（EV）可作为一种监测心脏移植早期炎症反应的非侵入性手段，有助于区分不同类型的排斥反应；多种循环miRNA可能与排斥反应相关，可作为排斥反应的治疗靶点，也可用于区分排斥反应的不同类型，但尚需进一步研究证实；心电图、cTnI、NT-proBNP等也可用作心脏移植排斥反应的筛查手段。创伤小、高敏感性、高特异性的监测手段对心脏移植术后排斥反应的预防和治疗意义重大，是心脏移植领域的热门研究方向。

CAV的病因尚不十分明确，涉及免疫（同种抗体的存在、急性排斥反应）和非免疫因素（术后高血压、高血脂、胰岛素抵抗、巨细胞病毒感染）及二者的相互作用，最终导致内皮细胞受损，可影响近一半的心脏移植受者，是术后10年死亡率的首要因素。

研究发现降压药物及他汀类降脂药物的应用对于CAV的防治有一定意义，但需更多的临床研究证据；基于选择性 T细胞共刺激阻滞剂—贝拉西普（belatacept）的免疫抑制治疗可有效降低肾移植术后组织炎症和纤维化水平，但该治疗在心脏移植中尚处于临床研究阶段。对于已经明确的血管中重度狭窄的CAV，PCI是主要的血运重建策略，且药物洗脱支架的效果更优于金属裸支架，亦可用CABG或再次移植等手术方法。此外，雷帕霉素抑制剂治疗、单/多克隆抗体治疗、基于线粒体功能的CAV靶向治疗以及针对不同个体HLA分子设计相应小分子拮抗剂的鸡尾酒疗法，虽尚处于研究阶段，但有望成为精准防治CAV的有效手段。

自1957年荷兰医生科尔夫首次提出“人工心脏”的概念，历经60余年的研究，机械辅助技术得到了飞速的发展，包括长期辅助装置和短期辅助装置，不仅可作为暂时性支持治疗，也可作为心脏移植桥接治疗，还可作为心衰终点治疗的手段。由于供、受者之间的严重不平衡以及漫长的等待时间，机械辅助桥接的心脏移植数量显著增加。

根据美国器官分配系统数据，2005-2017年开展的成人心脏移植有近32%桥接于LVAD，其1年及5年生存率高达90%及77%，是机械辅助桥接心脏移植的标准方法。但由于费用昂贵及技术方面的难题，目前在我国应用较少。

ECMO桥接的心脏移植发生率从2006年的0.6%逐步上升至2019年的4.9%，但由于术前ECMO植入是移植术后死亡的独立危险因素，患者预后较差，术后院内死亡率高达33.3%，1年及5年生存率仅约68%和61%。ECMO桥接的心脏移植面临的两个主要难题在于如何筛选合适的候选人以及如何准确预测候选人的生存率，故而ECMO桥接的心脏移植目前存在较多不同的看法。

经皮机械辅助装置桥接的心脏移植，如Impella使用率从2014年的0.4%上升至2020年的2.2%，IABP使用率从2014年的6.7%上升至2020年的26.6%，两者桥接的心脏移植术后180天生存率均高达93.2%，但Impella辅助的患者等待过程中的死亡率及移除等待率较高；TandemHeart的应用率仅约0.03%，但目前经皮机械辅助装置桥接的心脏移植尚需更多高质量的临床研究数据。

此外，手术植入的非血管内心室辅助装置桥接的心脏移植使用率约0.8%，其中单心室辅助装置桥接的心脏移植1年及5年生存率约84%和71%；双心室辅助装置桥接的心脏移植1年及5年生存率约79%和73%；但由于需手术植入，在紧急情况下无法像ECMO等经皮机械辅助装置那样快速方便地开展部署，且目前在我国开展较少。