瓦迪姆·费多罗夫（Vadim Fedorov）博士年仅6岁时，他的祖父因心脏病发作在俄罗斯沃罗涅日家乡住院。即使到现在，他还能清晰地回忆起当时的细节。
“坐在医院祖父的床边，我向他承诺，总有一天我会找到让他的心脏永远跳动的方法。”费多罗夫博士说。
费多罗夫博士的祖父最终康复了，但在随后的几年里，他的父亲和祖母相继死于心脏骤停。他下定决心，进入莫斯科物理技术学院的“生命系统物理学”项目学习，立志开发能够帮助像他这样的家庭预防心脏性死亡的技术。而他确实做到了。
自2011年加入俄亥俄州立大学医学院生理学与细胞生物学系以来，费多罗夫一直在心脏心律失常领域进行开创性研究。心脏心律失常是指协调心跳节律的电信号出现异常，导致心跳过快或过慢，如果不及时治疗可能致命。
费多罗夫博士也是Corrine Frick心力衰竭与心律失常研究讲席教授。加入教师团队后不久，他便遇到了志同道合的约翰·赫梅尔（John Hummel）博士。赫梅尔博士是俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心的心脏电生理学家，也是医学院Corrine Frick心脏电生理学讲席教授。赫梅尔博士专攻心脏心律失常的治疗，尤其是被称为心房颤动（AFib）的心律失常，他一直在寻找改善患者预后和生活质量的新策略。
他与费多罗夫博士的初次会面后来被证明是幸运的。十多年来，两人一直合作探索心房颤动的隐秘来源，为数百万患者开辟更有效的治疗途径。
终结争论
AFib是一种源自心脏上两个腔室（心房）的快速、不规则心跳。心房不与维持稳定心跳的下两个腔室（心室）协调，而是各自为政。未经治疗的AFib可能导致血栓、中风和心力衰竭。
消融术利用热量阻断维持心房颤动的异常电活动。这是治疗AFib的常见手术，被认为是标准疗法。赫梅尔博士及其同事观察到，虽然他们可以通过消除肺静脉触发点这一成熟技术成功治疗部分患者，但对另一些患者却效果有限。
“十多年来，关于肺静脉外是否存在维持AFib的位点一直存在重大争议。”赫梅尔博士说，“这个话题在外部世界少有关注，但在我所在的领域却是一个紧迫的问题。基于其他研究人员在动物身上的现有研究，我们怀疑如果这些位点确实存在，我们可以瞄准它们并使其电学上静默，从而有效消除许多患者的AFib。”
关于这些位点是否存在于人类身上的争论，在俄亥俄州立大学校园的一个实验室里结束了。费多罗夫博士和他的团队开发了一种新型人类心脏模型，让人们得以罕见地一窥心脏的内部运作。
不知道心脏能在人体外跳动的访客，在参观费多罗夫实验室时一定会大吃一惊。他们可能会看到一个玻璃容器，里面装着一颗近期捐赠的人类心脏，用温暖的含氧溶液灌注。
这种溶液模拟血液流动，使心脏能够以与捐赠者体内相同的节律跳动至少12小时。
这些心脏大多来自在俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心理查德·M·罗斯心脏医院接受心脏移植的患者，他们选择将自己的患病心脏捐献给科学，还有一些心脏通过俄亥俄生命线组织捐献。
一旦捐赠的心脏复苏，费多罗夫博士及其团队会将心房组织放入灌注槽中，四周环绕四个超灵敏红外相机。他们注射一种能通过心房壁直接感应电活动的荧光染料。
染料与红外光的结合揭示了关于心脏结构和电功能的前所未有的信息。目前的临床成像仅能显示心脏上的200个记录点，而费多罗夫博士的成像系统可以显示40,000个记录点。
“本质上，这种成像让我们能够以3D方式看到电如何在人类心脏结构中传播。”费多罗夫博士说，“它证实了我们在动物模型中已经看到的东西：心房内存在折返驱动位点。这些是肺静脉之外的小区域，我们可以在那里观察到维持AFib的异常快速电活动。”
费多罗夫博士的研究结果于2015年发表在《欧洲心脏杂志》上，明确证实了心房中折返驱动位点的存在，这开启了转化患者护理的新时代。
赫梅尔博士记得在2013年费多罗夫博士关于窦房结（心脏的自然起搏器）疾病的专业讲座上与他相识。赫梅尔博士立刻意识到费多罗夫所描述的成像技术的转化潜力，称之为“费多罗夫和俄亥俄州立大学的骄傲”。从那天起，富有成效的合作开始了。
除了一家海外医疗机构外，俄亥俄州立大学是世界上唯一在人类心脏上应用该技术的健康中心。通过在捐赠的心脏中诱发AFib，费多罗夫博士可以收集信息，为患者阐明更好的治疗策略。
迄今为止，费多罗夫博士和赫梅尔博士已合著了近30篇研究论文，其中几篇重点关注AFib折返驱动位点在解剖学上的高分辨率3D磁共振成像特征。他们报告发现，折返驱动位点并非像之前认为的那样总是闭合回路，而是更像龙卷风般的电活动枢纽。
重要的是，费多罗夫博士和赫梅尔博士团队关于人类心房颤动机制的转化研究结果，最近得到了国际顶尖临床和基础AFib专家小组的认可，并在信号峰会的国际工作组立场文件中得到强调，两位研究者均担任专家小组成员和合著者。
“每个人都喜欢谈论转化研究，但很少能看到两个实验室之间如此直接的连接。”赫梅尔博士说，“这是一段激动人心的合作关系，但依赖于我们两人之外更庞大团队的力量。”
AFib的新前沿
费多罗夫博士和赫梅尔博士与他们各自实验室的同事，以及与Bob and Corrine Frick心力衰竭与心律失常中心合作，正在改变心房颤动的研究方式。尽管取得了成就，但他们很快指出，他们的问题和答案一样多。
“我们仍在了解，是什么让心脏的某些区域更容易成为AFib的枢纽。”赫梅尔博士说，“我们需要找出是什么让一些驱动位点在电学和解剖学上比其他位点更重要或不重要。如果两名患者的驱动位点数量和位置不同，我们能否判断出在其中一个病例中继续消融是徒劳的，而在另一个病例中则不是？”
五月，费多罗夫博士领导了一项关于基因如何导致女性心率更快和男性发生AFib的研究。
研究表明，心脏的窦房结在男性和女性身上运行着不同的基因蓝图。该研究发表在《美国心脏协会杂志：循环：心律失常与电生理学》上。
费多罗夫博士希望这些发现有助于找到更个性化、针对患者特定情况的方法来治疗心律紊乱。
在这一发现的基础上，费多罗夫博士与赫梅尔博士以及临床合作者，在Dorothy M. Davis心肺研究所的直接支持下，正在继续研究性别和年龄特异性的心房颤动预测因素，并开发针对特定患者的治疗策略。这些正在进行的研究旨在揭示生物性别和衰老如何影响心脏结构和电重构——这是迈向更精准、个性化干预心律失紊乱的关键步骤。
最终，赫梅尔博士和费多罗夫博士的目标是开发针对特定患者的AFib治疗药物、消融疗法和预防策略。“我们越能在特定健康状况的背景下理解AFib，就越能针对个体患者量身定制治疗方案。”费多罗夫博士说，“这是患者护理的下一个前沿。”
成功的要素
费多罗夫博士经常在实验室过夜。当有捐赠心脏送达时，他和团队经常会连续工作24小时来收集和分析数据。
他们的工作既不懈努力，也令人欣慰。“我们所做的事情需要牺牲，但为了造福心脏病患者，这值得去做。”费多罗夫博士说，“我们承担的每个研究项目都有数十人参与，他们的辛勤工作获得了国际认可。”
俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心拥有对抗AFib所需的所有正确要素：一大群心脏电生理学家、一位世界级的心脏心律失常生理学家、一个独一无二的心脏模型，以及心脏遗传学和成像方面的专家。
“我们处于有利地位，能够加速将基础科学转化为临床研究和成果。”赫梅尔博士说，“这就是我早上起床的动力。我们的工作可能还不能让AFib消失，但它将帮助很多人。”
面对许多未解之谜，费多罗夫博士预计将在办公室和实验室里度过更多不眠之夜。
“当我想到医院里的祖父，或者想到像我家一样失去亲人的众多家庭时，这让我在漫长的日夜中坚持下去。我们必须继续前进。”
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