豬的心臟，人的救命導管：心血管導管試驗技術科普

一顆重約 300 公克的豬心，不只是心導管醫材上市前最重要的一道關卡，這幾年甚至開始被直接移植進人體。豬的心血管系統在解剖、生理、代謝與免疫反應上最接近人類，是心血管醫材臨床前測試的主力動物模式（Jia et al., 2024; Rusakova et al., 2024）：豬對心室顫動的敏感度是人類的三倍，操作導管本身就有風險（Walcott et al., 2015）；豬也會自發性出現與人類相同的心血管疾病與手術併發症，連失敗的方式都一樣，反而證明了臨床預測力；豬心臟現在也開始被直接移植進人體（異種移植），但存活期仍短，跟醫材測試是兩回事（Boulet et al., 2022）。

很多人聽到心血管醫材要先在豬身上做實驗，第一個直覺反應是「豬比較大、比較便宜、比較好取得」。這個直覺只說對了一半。想像你手上有一支還在研發中的心導管：它可能是用來撐開血管的支架，也可能是治療心律不整的新型消融導管。在真正被送進手術室、用在人體之前，這支導管的研發過程，幾乎都會先在一顆豬的心臟裡走過一遍。真正的原因不是豬便宜好取得，而是豬的心血管系統在解剖構造、生理機能、代謝與免疫反應上，都比實驗室最常見的白老鼠更接近人類，也讓我們餐桌上熟悉的豬，成為心血管醫材臨床前測試的主力動物模式（Jia et al., 2024）。

外觀像，內部不全像

豬心臟的重量與人類非常接近，差異只有一成多（Garg et al., 2013）；左冠狀動脈的直徑更是幾乎一樣，落在人類冠狀動脈的常見範圍內（詳細數字見下一節的對照表）。**但這不代表醫材工程師可以直接把人類的尺寸規格套用到豬身上，或者反過來假設豬身上測試成功就等於尺寸完全適用人體。**豬的心房與心室容積普遍偏小，需要精密的個體化評估。文獻甚至指出，目前系統性的豬主動脈根部形態測量資料庫仍不完整，曾經因此導致醫材尺寸與血管不匹配的實驗事故（Rusakova et al., 2024）。

豬心臟與人心臟：關鍵參數對照

「像人」這件事在不同項目上的程度差很多：重量與冠狀動脈口徑幾乎可以互換，電生理卻差了三倍，靜脈回流的路徑甚至走法不同。把數字並排來看，會比單講「豬最接近人類」清楚得多。

表中數字為便於閱讀取的概數，精確數值、誤差範圍與量測條件請見文末參考資料。

心臟占體重多少：差異小，才有資格當測試平台

「豬心臟約 300 公克、人心臟約 270 公克」只是絕對重量（Garg et al., 2013）。真正決定一顆心臟能不能代表另一顆的，是它相對於身體有多大——也就是心臟重量除以體重。同樣一顆 300 公克的心臟，長在 60 公斤的身體上和長在 120 公斤的身體上，代表的是完全不同的循環負荷。

人類心臟大約占體重的半個百分點，換算下來約 4 到 5 公克／公斤；健康成年男性的心臟，重量落在兩百多公克到將近四百公克之間（Molina & DiMaio, 2012）。上市體重的肉豬，這個比值約 3 公克／公斤（Zurbrigg et al., 2019）。比較解剖學的整理則指出，性成熟的豬心臟約占體重 0.5%，養到更大之後降到 0.3% 上下，而成年人的比值，恰好接近體重二十幾到三十公斤的年輕豬隻（Hill & Iaizzo, 2005）。

**兩個物種都落在體重的 0.3～0.5%，差異小到讓豬心臟有資格當成尺寸相近的測試平台。**對照組看得更清楚：狗的心臟占體重可以達到約 7 公克／公斤，是同體重豬隻的兩倍以上（Hill & Iaizzo, 2005）。狗的心臟相對於身體「太大」，豬則跟人一樣，心臟只占身體的一小部分。

差異雖小，方向卻是固定的：豬的比值偏低，而且體重愈大、比值掉得愈多——心臟不會跟著身體等比例長大。所以豬心臟能對得上人心臟，靠的不是比例完全相同，而是只要選對體重的豬，牠心臟的絕對重量就會落進人類心臟的範圍裡。一頭二十幾到三十公斤的實驗豬比例最貼近成年人；等牠長到上市體重，心臟仍然只有三百公克上下，占體重的比例已經掉到人類的三分之二左右。這正是心血管醫材實驗要指定體重範圍、而不是只指定「用豬」的原因。

這個比值在獸醫病理上也有實際用途：它本身就是心臟病灶的指標。在一份針對安大略省屠宰場 396 顆豬心臟的研究裡，有病灶的心臟其心臟重量／體重比值顯著高於無病灶者，反映心臟已經發生重塑與肥厚（Zurbrigg et al., 2018）。換句話說，同一個數字既能拿來確認「這頭豬的心臟尺寸適合當測試平台」，也能拿來篩掉「這顆心臟其實已經不正常」。

表格裡最容易被跳過的「側枝循環」，對實驗設計的影響其實最大。側枝循環是心臟在主要血管阻塞時的備援路線：狗的側枝發達，同一條血管綁起來，梗塞範圍會小得多，實驗結果也就不容易對應到人；豬和人一樣沒有這條退路，阻斷後的缺血範圍相對可預期，這正是豬成為心肌梗塞模式主流的原因（Maxwell et al., 1987）。

還有一個差異不在上表裡，卻是實際操作會踩到的：左奇靜脈。人類這條靜脈在發育過程中退化，血液改回流上腔靜脈，豬卻保留下來直接匯入冠狀竇（Crick et al., 1998），這代表經冠狀竇放置電極、導線的操作，路徑與解剖標記都得重新確認，不能沿用人體的經驗值。

心律「不整」，豬比人更敏感

呼吸性竇性心律不整（心跳隨呼吸忽快忽慢）在人和豬身上其實都算正常的生理現象，是迷走神經張力健康與否的常見指標，年輕人與運動員身上尤其明顯，並非豬才有、人沒有。真正的差異在於：麻醉、開胸這類侵入性操作下，豬的自主神經系統反應更劇烈，心臟電生理也更不穩定。這正是為什麼豬常被用來研究心室顫動（VF）：測量比較後發現，豬對電流誘發 VF 的敏感度大約是人類的三倍（Walcott et al., 2015）。

回到對照表裡那一列：豬的誘發閾值明顯低於人類，大約只有人類的三分之一（Walcott et al., 2015）。「誘發閾值」指的是讓心臟從正常收縮，切換成無法有效輸出血液的心室顫動，所需要的最小電流刺激量。閾值越低，代表心臟越容易被電流干擾打亂；閾值越高，心臟耐受電流刺激的空間就越大。豬的 VF 誘發閾值只有人類的三分之一左右，換句話說，同一支導管、同樣的操作力道與電流強度，在人體手術情境裡通常還在安全範圍內，換成豬心臟卻可能已經跨過誘發心室顫動的門檻。這也解釋了為什麼豬隻心導管實驗必須把體外電擊器當成標準配備：實驗操作本身踩到誘發 VF 門檻的機率，本來就比人體手術情境高得多。文獻目前主要是測量、比較這個閾值數字上的差異，還沒有明確定論是什麼生理機制造成豬的心臟更容易被誘發顫動，這部分仍是留給後續研究釐清的問題（Walcott et al., 2015）。

導管才剛放入豬心臟，就直接誘發心室顫動

在動物實驗現場，這個數字不只是理論，而是真實發生過的事：導管與電極線才剛放入豬心臟，就直接誘發了心室顫動；現場若沒有備妥體外電擊器，豬心臟會無法自行恢復正常輸出，直接瀕臨死亡。正因為豬的 VF 閾值遠低於人類，操作導管時誘發致命心律的風險，本來就比人體手術情境更高，體外電擊器在豬隻心導管實驗室裡因此是標準配置，不是備用選項。

豬也會得心臟病，不只是「尺寸剛好的替身」

豬會自發性出現動脈粥狀硬化，甚至有猝死傾向（Jia et al., 2024）。這代表豬不只是尺寸剛好可以拿來練手術的替代品，牠的疾病病理過程本身就與人類相似。這是實驗室老鼠做不到的：老鼠幾乎不會自然發展出人類常見的心血管疾病，研究者得靠基因改造或藥物誘導硬「做」出病徵。豬的自發性疾病模式，讓研究者能觀察到更貼近臨床真實情況的病程。

連併發症都一樣，反而證明了轉譯價值

豬進行瓣膜置換手術時，會出現與人類病患相同的併發症：瓣周漏、冠狀動脈阻塞（Rusakova et al., 2024）。聽起來像是壞消息，但從研究設計的角度看，這其實是好消息：如果一個動物模式連失敗的方式都跟人類病患一樣，代表它對臨床結果的預測力是可信的。這也是為什麼 2024 到 2025 年文獻成長最快的次領域是脈衝電場消融（PFA）。最新研究已經能在慢性豬模式裡，測試從 5 公克到 35 公克不等的接觸力道，對消融病灶大小與一個月後傳導阻斷耐久性的具體影響（Hua et al., 2024; Kueffer et al., 2025），把「導管要壓多用力」這種操作細節，變成可以量化驗證的數據。

從醫材測試，到整顆心臟的移植

豬心臟不只被拿來測試支架、導管這些醫材，近年也開始被直接當作移植器官本身使用，這就是「異種移植」（xenotransplantation）：把整顆基因編輯過的豬心臟，換進人體（Boulet et al., 2022）。從 2022 年首例活人豬心移植，到基因編輯數從 10 個推進到 69 個、正式進入 FDA 監管的臨床試驗，這個領域近幾年的進展細節，收錄在另一篇文章《從一顆豬心到 69 個基因編輯：異種移植四年進展》。

台灣本地已有相關動物實驗設施：中央研究院生醫所設有心血管與中風前臨床動物試驗核心設施，馬偕紀念醫院動物實驗中心則設有心導管動物實驗室（兩個機構的來源頁面在文獻蒐集時遭反爬蟲阻擋，實際運作現況以機構官方公告為準）。

從一顆重量與人類相近的心臟，到連併發症都能複製的疾病模式，再到近幾年開始嘗試的整顆心臟移植，豬在心血管醫學研究鏈上扮演的角色，遠比「動物實驗」四個字聽起來更精確、更關鍵。豬值得被研究，不是因為牠長得像人，是因為牠會用人類的方式生病、也用人類的方式復原。這也是每一次心導管手術背後，看不見的漫長準備。

常見問題

為什麼心導管醫材要先在豬身上做實驗？

因為豬的心血管系統在解剖構造、生理機能、代謝與免疫反應上，都比實驗室最常見的白老鼠更接近人類，讓豬成為心血管醫材臨床前測試的主力動物模式（Jia et al., 2024）。

豬的心臟跟人的心臟一樣大嗎？

重量很接近：人類心臟平均約 270 公克，豬心臟約 300 公克，左冠狀動脈的直徑也落在人類冠狀動脈的常見範圍內（Garg et al., 2013）。不過豬的心房與心室容積普遍偏小，醫材尺寸不能直接照搬人類規格（Rusakova et al., 2024）。

豬的心臟占體重比例跟人一樣嗎？

很接近，但不完全相同。人類心臟約占體重半個百分點（約 4 到 5 公克／公斤；Molina & DiMaio, 2012），上市體重肉豬約 3 公克／公斤（Zurbrigg et al., 2019），兩者都在體重的 0.3～0.5% 之間。相較之下狗可達約 7 公克／公斤，是豬的兩倍以上（Hill & Iaizzo, 2005）。差異小是豬心臟能當成尺寸相近測試平台的前提；但豬的比值會隨體重增加而下降，所以實驗必須指定體重範圍，不能只指定「用豬」。

為什麼心血管醫材不能直接用老鼠做實驗？

老鼠幾乎不會自然發展出人類常見的心血管疾病，研究者得靠基因改造或藥物誘導才能做出病徵；豬則會自發性出現動脈粥狀硬化，疾病病理過程本身就與人類相似，能觀察到更貼近臨床真實情況的病程（Jia et al., 2024）。

豬對心律不整的敏感度跟人類一樣嗎？

不完全一樣。呼吸性竇性心律不整在人和豬身上都是正常生理現象，但在麻醉、開胸這類侵入性操作下，豬的自主神經系統反應更劇烈；文獻也顯示，豬對電流誘發心室顫動的敏感度大約是人類的三倍（Walcott et al., 2015）。

心導管手術為什麼會有心室顫動的風險？

因為豬的心室顫動誘發閾值遠低於人類，大約只有人類的三分之一（Walcott et al., 2015），導管與電極線放入心臟時本來就有誘發心室顫動的風險，動物實驗現場也曾發生導管一放入就誘發心室顫動的情況，體外電擊器因此是標準配置。

豬心臟瓣膜置換手術會有什麼併發症？

豬進行瓣膜置換手術時，會出現與人類病患相同的併發症，包括瓣周漏、冠狀動脈阻塞（Rusakova et al., 2024）。這種連失敗方式都一樣的特性，反而證明了豬模式對臨床結果的預測力可信。

台灣哪裡有做豬心臟動物實驗？

中央研究院生醫所設有心血管與中風前臨床動物試驗核心設施，馬偕紀念醫院動物實驗中心則設有心導管動物實驗室。

參考資料

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