儿童心脏中心拥有一些全国最具创新精神的儿科心脏病学研究人员，正在改变我们社区乃至全世界患有心脏病的儿童的健康和福祉。
Doff McElhinney，医学博士
斯坦福大学露西尔·帕卡德儿童医院儿童心脏中心临床和转化研究项目主任
如果你能把所有医生记录、所有核磁共振成像、所有X光片以及患者在不同诊所和医院就诊时积累的化验结果整合在一起，会怎么样？通过分析大规模数据，医生和研究人员能获得哪些洞见和模式？
斯坦福大学医学院心胸外科教授 Doff McElhinney 医学博士正在推动研究在这种互联世界中患者护理的具体方式。
正如 McElhinney 所解释的那样，电子病历和数据收集设备正变得无处不在，这为利用高通量分析技术收集重要洞见，实现更精准、更个性化、更高效的医疗保健创造了绝佳机会。这类进步对于身患复杂慢性疾病的弱势患者（例如患有单心室心脏缺陷的儿童）尤为重要。
一年前，麦克埃尔希尼跨越美国来到斯坦福大学，担任儿童心脏中心新设立的临床与转化研究项目主任。该项目是全美仅有的几个类似项目之一，为斯坦福露西尔·帕卡德儿童医院的儿科心脏合作研究提供了关键的基础设施，并将临床医生和研究人员聚集在一起，加速将基础科学发现转化为医学进步的进程。
通过这些合作，McElhinney 渴望探索新的研究领域。“尽管在儿童和成人先天性心脏病的治疗方面已经取得了巨大进展，但仍有许多尚未解决的问题和机遇可以推动该领域的发展，”他指出。
临床和转化研究项目正在研究患者的基本病理生理学、评估和护理；新医疗设备和技术的开发；以及使用大数据来分析来自患者记录的信息，并进一步了解复杂的临床和病理过程。
McElhinney 的目标是阐明个性化医疗如何应用于心脏护理。“肿瘤学家会根据突变类型使用不同的药物，从而提供不同的治疗方案，”他说道。“先天性心脏病或许也是如此。更清晰、更细致地了解患者情况，或许就能更精准地制定治疗方案。” 干细胞疗法是 McElhinney 渴望探索的另一个领域，它有望成为一种治疗先天性心脏缺陷的有前景的疗法——一种可以根据每位患者的需求进行个性化治疗的疗法。
幸运的是，麦克埃尔希尼正处于寻找这些重要问题答案的绝佳位置。临床与转化研究项目位于斯坦福大学，地理位置优越。斯坦福大学是一所研究密集型大学，在利用大数据应对生物医学挑战方面已处于领先地位，并对疾病的诊断、治疗和预防方式产生了全球性影响。
“斯坦福大学拥有充满活力、创新的文化，致力于以富有创意和进取精神的方式处理信息，”麦克埃尔希尼说道。“我们希望利用这种文化，在心脏项目中做出一些独特的事情。我们正朝着目标迈进，并将许多人聚集在一起。”
麦克埃尔希尼表示，儿科心脏病学对他来说的吸引力之一在于，考虑到儿科心脏病专家所面对的解剖学和生理学的复杂性，他仍然面临着许多挑战。“在很多方面，我们都有更多东西需要学习。这已经不是我刚开始从事这份工作时的样子了，”他说，“而且10年后也不会一样。”
艾莉森·马斯登博士
儿科（心脏病学）和生物工程副教授
十年前，艾莉森·马斯登博士（Alison Marsden）正在设计更安静的飞机机翼。但当她在斯坦福大学攻读机械工程博士学位，完成了关于机翼优化的论文后，她知道自己想在博士后研究中追求一些更实际的东西。
事实证明，她在机械和航空航天工程方面的背景为她目前的职位——为患有先天性心脏病的儿童设计更好的手术——奠定了完美的基础。
“我对研究一些更人性化的应用很感兴趣，”她说，“研究儿童医学问题让我非常有动力。”
马斯登与斯坦福大学儿科心脏病专家、邓利维家族儿科（心脏病学）教授、医学博士、公共卫生硕士杰弗里·范斯坦 (Jeffrey Feinstein) 合作，花了很长时间学习心脏病学，并在范斯坦在露西尔·帕卡德儿童医院巡房时跟随他
斯坦福大学。“他会像考医学院学生一样考我，”马斯登笑着回忆道。
最终，马斯登和范斯坦成为了主要合作者。
马斯登在加州大学圣地亚哥分校任教数年，最近回到斯坦福大学担任儿科心脏病学副教授。她运用自己对流体力学的了解，了解血液在先天性心脏缺陷患儿的心脏和血管中是如何流动的。她最初使用计算机模拟进行诊断，现在也利用计算机模型来寻找改进手术方法的方法。
范斯坦解释说，构建医学问题工程解决方案的团队相对常见，但像马斯登那样确保这些理论设计能够在临床环境中发挥作用，则是一个更大的挑战。“选择和她一样做同样事情，并且做得和她一样好的人，屈指可数，”范斯坦说。“在我们致力于进一步完善患者护理的过程中，拥有她作为我们儿科心脏病学教员的一员，是一笔巨大的财富。”
马斯登的研究提供了一种在新手术设计应用于患者之前，先在计算机上测试的方法，就像工程师使用计算机代码测试飞机或汽车的新设计一样。马斯登和她的团队模拟了一种名为 Fontan 的手术程序的改进——这是单心室缺陷儿童为了存活必须接受的一系列手术中的最后一步。
在 Fontan 手术中，将血液从身体送回心脏的大静脉直接连接到将缺氧血液输送到肺部的动脉，形成一个改良的 T 形连接。这样可以绕过一侧的心脏，从而使产生的循环能够充分利用单个泵血腔。Marsden 利用基于 MRI 图像数据的模型，使用计算机模型设计和优化了一种用于 Fontan 手术的新型 Y 形连接（称为 Y 型移植 Fontan）。计算机模型可以帮助儿科医生确定该手术是否对患者有益，以及患者的心脏在中等强度运动下的表现。
“计算机建模使得测试高风险、高回报的方法成为可能，”马斯登说。“它为我们提供了一种方法，可以在不给患者带来风险的情况下，测试一些突破常规的想法。”
Y型移植物改进技术最近在六名患者的一项试点研究中成功测试，并取得了良好的临床效果。马斯登医院目前正开始开发其他儿科心脏手术的改进技术和创新方法。
“艾莉森的工作使我们能够观察其他任何方式都无法观察到的事物，”范斯坦说道。“基于模拟的医学理念为患者提供了零风险尝试新疗法的机会。有了这种计算机建模，你可以在真正将疗法应用于患者之前进行100次模拟。”
Sushma Reddy，医学博士
儿科（心脏病学）助理教授
小鼠RNA的微小片段能否帮助我们帮助患有先天性心脏缺陷的儿童活得更长寿、更健康？儿科心脏病学助理教授Sushma Reddy博士给出了肯定的答案。她正在小鼠血液中寻找信号，这些信号可以警示医生即将发生心力衰竭。
雷迪最初对心脏病学感兴趣还是在医学院的时候。为什么选择心脏病学？“它本身的生理学原理让人兴奋不已，它能让你快速思考，”雷迪说道。自那时起，先天性心脏缺陷的治疗取得了巨大的进步，患者的存活率和健康状况都比20年前有所提高。
“我们正在继续突破技术界限来帮助我们的患者，”她说道，并指出仍有许多问题尚未解答。
雷迪对天生只有一个功能性心室的儿童尤其感兴趣——这种情况被称为单心室心脏缺陷。即使经过一系列复杂的手术来改善这种情况，这些孩子仍然只有一个泵血腔，而不是两个，因此他们的心脏不如正常儿童强壮。
“所有这些孩子最终都会在某个时间点出现心力衰竭——所有孩子都会，”雷迪解释说。医生使用超声心动图和心脏核磁共振成像来监测这些患者的心脏状况，但这些成像技术可能无法检测到早期的心脏疾病征兆。等到他们出现心力衰竭的临床症状时，病情已发展到晚期，大多数药物疗法都无法逆转这一进程。
雷迪正在通过研究小鼠的心脏缺陷来解决这个问题，这些缺陷与人类先天性心脏病患者的心脏缺陷相似。具体来说，她研究的是调控心力衰竭基因和蛋白质的机制。她发现，微小的RNA链——microRNA——是即将发生心力衰竭的标志之一。“我们已经鉴定出一组我们认为重要的microRNA，”雷迪说。“它们能为我们提供心脏何时开始失代偿的线索，比我们目前使用的方法要快得多。我们掌握的心脏病儿童早期数据显示，这些生物标志物是预测病情进展的有效指标。”
她目前正在与其他中心合作，以观察她在小鼠身上发现的血液生物标志物是否也存在于更大规模的儿童中。她说，最好的方法是将血液生物标志物检测与当前的影像学检查相结合，以最全面地了解先天性心脏病患者的健康状况。
Reddy 的研究最近获得了重大推动，她获得了“临床科学家指导研究职业发展奖”（Mentored Clinical Scientist Research Career Development Award），这是美国国立卫生研究院 (NIH) 的 K08 基金资助，该基金将资助她在未来五年内研究心力衰竭机制和生物标志物的开发。在斯坦福大学的最初几年，Reddy 依靠儿童心脏基金会的资助和对心血管重症监护病房 (CVICU) 的捐赠等私人资源来资助她的研究。这些早期的资助和捐赠资金使她能够建立初步数据，如今她已成功利用这些数据获得了享有盛誉的 NIH 基金资助。“正是这些私人资助帮助我取得了今天的成就，”她说道。
雷迪表示，她钦佩病人勇于尝试新疗法的精神。“我见到的这些孩子和家庭都很棒，”她说。“他们生来就患有这种疾病，并终生与它共存。能够照顾他们是我的荣幸，他们的坚持不懈激励着我去寻找最佳的治疗方法。”
本文最初发表于 2015 年秋季刊 露西尔·帕卡德儿童新闻.
