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1、ECMO直接参与救治NCP重症患者,但设备紧缺
ECMO是重症治疗方面的一种技术,对于受新冠病*感染的重症患者,利用ECMO设备可以暂时代替人的心和肺起作用,等待心肺功能恢复。自1月22医院首例用ECMO救治重症肺炎成功以来,据不完全统计,目前已有6家医院使用ECMO技术将重症病人从死亡边缘拉回来。
医院使用ECMO技术取得成功的消息下,ECMO俨然成为新冠肺炎重症患者的“救命稻草”。但在疫情面前,相关各方也正努力协调,支援湖北。根据目前的相关报道来看,山东、浙江的医疗队除了出动精锐支援湖北以外,还随行携带ECMO等关键设备。医院则通过全国资源调配,采购到了一台组装的ECMO设备。足见ECMO在一线重症治疗的重要性和紧迫性。
而卫健委在邀请各地组派医疗队援助湖北时,对各单位携带设备做了要求,在2月12日的函中,医院携带ECMO设备前往武汉。鉴医院购买ECMO设备数量不多,1台为标配,医院把对重症患者最好的设备带着去支援。侧面反映了ECMO设备在急重症救治方面的作用重大。
2.ECMO为重症病患救治辅助神器
2.1.ECMO为ICU必备设备,上游产能紧缺
ECMO全称为ExtracorporealMembraneOxygenation,体外膜肺氧合,即俗称的人工心肺机、“叶克膜”,用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环,以维持患者生命。
其工作原理是引流患者静脉血至体外,经过膜式氧合器(其作用类似人工肺,简称膜肺)氧合和二氧化碳排除后回输患者体内,承担气体交换和(或)部分血液循环功能。ECMO技术主要有静脉-静脉(venovenousECMO,VV-ECMO)和静脉-动脉(venousarterialECMO,VA-ECMO)两种形式,在这两种方式中,从静脉系统排出的血液都会在体外被氧化,VV仅具有呼吸辅助作用,而VA同时具有循环和呼吸辅助作用。
ECMO最核心的部分是膜肺和血泵,分别起人工肺和人工心的作用,可以对重症心肺功能衰竭患者进行长时间心肺支持,为危重症的抢救赢得宝贵的时间,是目前针对严重心肺功能衰竭最核心的支持手段,也被称为重症患者的“最后救命稻草”。
ECMO系统主要包括血液驱动泵(通常为离心泵)及匹配的一次性耗材。而其中,耗材有血液管路(套包)、膜式氧合器、泵头、插管(用以血液引流和回输)及各类接头等。此外,设备有调节体温的变温水箱、调节氧浓度的空氧混合仪以及血氧饱和度、压力、温度传感器等检测设备。
考虑病人病情的危重性及ECMO系统的复杂性,国际体外生命支持组织(ELSO)建议,ECMO中心应建在具有较高医疗水平的ICU,作为救治各种急性循环和(或)呼吸衰竭的主要高级生命支持形式。
2.1.1.ECMO的核心膜肺材料紧缺,产能有限
ECMO是个小众产品,日常应用不多。实际上,ECMO是一整套设备体系组成的,上游各类型原材料,电子元部件、高端材料等;而ECMO设备厂家生产核心膜肺和泵、耗材等,再结合其他设备,组成一整套系统;目前主要医院具备管理ECMO的能力。
上游原材料方面,ECMO原材料中最核心的部分为承担血液氧和的膜肺,其内部由中空微孔纤维膜丝构成,系统运行时,患者血液在中空纤维膜丝外部流动,膜丝内部则注入氧气,血液中的二氧化碳和膜丝中的氧气通过压差的方式进行置换,以实现肺部的气体交换功能。这要求材料既拥有很好的透气性能,又能实现长效疏水,以满足临床中持续运行数周甚至数月的要求。PMP(聚4-甲基1-戊烯)是一种性能优异的聚烯烃材料,具有良好的氧气通量和氮氧选择性,低溶出及生物安全性等特性,被公认为膜肺氧合器的最优介质。目前,该材料只有3M公司旗下的Membrana公司能独家供应,因其产能紧张,导致下游ECMO企业产能受限;且因其供应垄断、价格垄断,导致价格居高不下。
目前,全球主要生产ECMO的厂家主要有美国美敦力、德国迈柯唯、德国索林等,由进口国外企业为主导,其中国内Maquet(迈柯唯)和美敦力占据主要市场,国产公司没有生产ECMO的厂家,及时有部分,也主要是耗材包中的穿刺导管和连接导管等辅助耗材,而泵、膜肺等核心部件无法供应。
膜肺是ECMO系统的核心部件,为进行气体交换的装置,至今已经发展了三代产品。目前市面上膜肺的材料有一代材料固体硅胶膜、二代材料微孔中空纤维膜以及三代材料固体中空纤维膜(聚甲基戊烯,PMP)。
三代膜肺材料的发展逐步提高了临床的使用效果:一代固体硅胶膜具有相容性好,血浆渗漏少的优点,但存在排气困难的问题;随后二代微孔中空纤维膜的出现解决了排气困难的问题,但由于其微孔膜易发生血浆渗漏而失去功能,因此限制了其临床应用;目前主要使用的第三代固体中空纤维膜结合了第一代和第二代膜肺材料的优点,并克服了血浆渗漏的问题,有效延长了ECMO的临床使用时间。
2.1.2.ECMO至今已经有近60年历史
ECMO是体外循环的一种,紧随着体外循环的概念而逐渐诞生。实际上,直到年代,ECMO医院的真正医院建立。
年,体外循环正式诞生。
年,美国密西根大学医学中心名誉教授Bartlett及其同事就展开了关于ECMO的先锋探索。但当时的ECMO设备还存在一系列使用上的问题,如难以维持数小时以上、肝素抗凝与出血的矛盾等,临床使用效果不佳。
~年,膜式氧合器出现,以半透膜将血——气相分开,保护了红细胞、血小板,使ECMO可较长时间安全进行。
~年,抗凝控制技术完善,使心肺转流技术的延长使用成为可能。在年由JDonaldHill及其团队进行了首例长时间ECMO生命支持手术并取得成功。年后,ECMO开始用于循环衰竭。
年,美国密西根大学医学院Bartlett等首次成功地用ECMO救治1例患持续性胎儿循环的新生儿。
年,Bartlett领导并建立了世界上第一个ECMO中心。随后全球各地相继建立了多个ECMO中心。Bartlett因主导研发并在ECMO推广中的突出贡献,被称为“ECMO之父”。
2.1.3.ECMO主要应用于危重症病患,给心肺以时间
近年来ECMO的临床适应症不断扩展,主要包括心源性休克、严重急性呼吸衰竭以及严重循环衰竭三种情形:
1.各种原因引起的严重心源性休克,如心脏术后、心肌梗死、心肌病、心肌炎、心搏骤停、心脏移植术后等;
2.各种原因引起的严重急性呼吸衰竭,如严重ARDS、哮喘持续状态、过渡到肺移植(bridge-to-lungtransplantation)、肺移植后原发移植物衰竭、弥漫性肺泡出血、肺动脉高压危象、肺栓塞、严重支气管胸膜瘘等;
3.各种原因引起的严重循环衰竭,如感染中*性休克、冻伤、大面积重度烧伤、药物中*、CO中*、溺水、严重外伤等。
根据统计数据,中国ECMO患者人群中成人患者占绝大多数,儿童其次,新生儿数量最少,与全球ELSO(国际体外生命支持组织)数据相比,儿童及新生儿的应用例数较少,仍是中国未来ECMO发展的重中之重;适应症中,呼吸及心脏适应症应用ECMO的比例最高,在各类患者人群中,二者的占比均超过80%,是ECMO最主要的临床支持场景。
患者预后上,不同人群、适应症患者的住院生存率基本与全球ELSO数据一致,标志着我国ECMO患者生存率已基本与国际水平趋于一致。
2.1.4.ECMO并发症多,需建立专业ECMO救治中心
接受ECMO循环辅助患者通常病情极为危重,再加上ECMO是一种高消耗、高创伤性高级生命支持方式,期间可能出现多种并发症,主要并发症包括出血、感染以及神经系统并发症等。
1.出血:ECMO辅助期间血液处于一种持续高凝状态,血栓栓塞发生率高达20%。尽管目前使用肝素涂层环路,ECMO辅助期间仍需抗凝。肝素是ECMO辅助期间最常用的抗凝剂,但也增加出血风险。有研究报道出血发生率为12%~52%,以PCS患者为主。出血以手术切口或ECMO插管部位常见,但颅内出血较为严重,甚至危及患者生命。在极少数情况下可能发生肝素诱导血小板减少症合并血栓形成的并发症(HITT)。
2.感染:ECMO辅助期间感染也是常见并发症之一,ECMO辅助患者院内感染发生率为9%~65%。长时间ECMO辅助是感染发生的最主要风险因素。
3.神经系统并发症:循环衰竭或CA患者,接受ECMO辅助之前已存在脑缺血、缺氧性损伤,ECMO辅助又带来再灌注打击。ECMO辅助期间,肝素抗凝、低凝血因子水平、血压波动幅度较大等因素,均可能增加神经系统并发症。ECMO辅助期间神经系统并发症主要有脑死亡、脑梗死、颅内出血和癫痫等四大类,其发病率超过15%,ECPR患者更高。
ECMO技术是一项风险高、较复杂且创伤大的治疗手段,一般只考虑用于常规治疗手段失败、预期病死率高达80%以上的严重心肺衰竭患者。由于ECMO救治患者极为危重,为保障ECMO辅助成功率,中华危重病急救医学刊登的《中国开展成人体外膜肺氧合项目建议书》倡议建立ECMO救治中心可能是较好的模式,国际体外生命支持组织(ELSO)建议ECMO中医院,且应具有相当水平的ICU。因为较大的医疗机构无论在医务人员、科室设置以及医疗相关的硬件设备等方面均具有较好的配备,并能够进行多器官功能衰竭的辅助支持治疗。另外,考虑到ECMO技术的特殊性,开展ECMO的医疗机构还应具有随时进行心血管手术和体外循环手术的能力。
在《中国开展成人体外膜肺氧合项目建议书》中专家倡议,ECMO中心应有ECMO相关物品库房,其中包括ECMO安装设备、ECMO相关耗材和转运相关设备,并列出相应清单,定期由专人核查,及时补充相关物品,并负责设备的维护和清洁。ECMO中心应建立一套高效而安全的ECMO应急预案,确保在任何情况下都能够开展ECMO工作。ECMO库房管理应能够随时提供所需耗材,方便ECMO值班人员及时获取。
医院要求的设备清单中,对重症监护室(ICU)的要求也包含了ECMO的配备。例如江苏医院重症病房作为重点科室配置的,把ECMO当做了可选,但是实际上,其要求要有10个可选的设备配置,临床实际开展会直接把大部分设备都囊括在内。
2.2.ECMO开机5万元起,对参与医师要求高
首先ECMO的采购成本就不低,固定设备价格落在~万元/台。从整理的年至年,医院采购的74套ECMO设备来看,采购价格基本上都是在万以上,最高的达到万元,移动ECMO设备万左右。可以看到,目前ECMO系统市场主要被迈柯唯、美敦力、索林三家公司所包揽。
而医院端患者的收费,费用来源于ECMO设备本身昂贵的价格、开机启动费用的耗材、期间的检测、药物、专业人的管理费用等:
ECMO开机启动费用:主要是指耗材费用、人员费用以及附属的检测、药品、设备更换等费用,5万元起到几十万不等。如一个耗材套包,包含离心泵头、管道和膜肺,耗材套包视病人情况看是否需要更换,一般不用更换,价格3-6万元不等;另外还有每天产生的1-2万元的费用,主要是设备安装、设备撤离、设备更换,人员配置、用药、ECMO时长(~元/小时)、其他耗材的费用。具体的费用根据病情需要用ECMO的天数和是否有并发症有关。
例医院的ECMO材料价格,单一膜肺产品~元,ECMO体外循环包元。浙江省的耗材价格几乎全国最低,实际上各地方的耗材价格比这个更高。耗材还包括期间的检测试剂等其他耗材。
而ECMO服务方面,对ECMO的运行监测小时计费、设备安装、撤离、更换等同样要计费,以两天来计算,约00~00元。
人员的支持费用:ECMO需要人全天候守护,例如ECMO要血液抗凝可能会有出血风险,四肢灌注不佳可能有截肢风险,脑部保护不够可能会导致脑损伤。医护团队必须24小时严密监护,一旦有意外,快速决策治疗方案。
在支付层面,国内ECMO耗材根据各省区情况进行医保纳入。国外有文献汇总了年到年美国、荷兰等6个国家和地区的ECMO项目费用情况,按年的汇率,整体在3.8~53.8万美元不等(折算人民币约26~万元)。而~,英国、美国和澳大利亚,ECMO的费用几乎都超过10万美元,年澳大利亚用ECMO治疗H1N1,费用为超过13万美元;年英国甚至有花费超过54万美元。费用昂贵,在全球的ECMO治疗中,皆是如此。
ECMO对操作管理要求非常高,有一个学习曲线和过程,早期局限心脏外科,后逐渐向呼吸、重症等科室推广。ECMO要专业团队予以支持,一般需要有心脏外科或大血管外科、体外循环、心脏重症、呼吸重症、超声影像、检验等多个专业人员参与。一个ECMO运营团队4人以上,要有专门的ECMO负责人、协调员、仪器耗材管理员、信息管理员和医师,均为专业重症和临床学科背景出身;而ECMO运行后,根据国内的共识,16个步骤需要紧紧跟随,不能够有差错。
而在中国台湾,具备开展ECMO能力的医生被称为“叶医师”。成为一名“叶医师”也是要求极高,考核极其严格。首先资格上要取得体外循环师执照满两年、成为台湾体外循环技术学会会员满两年,经过临床CPB(体外循环)实务2年时间教育,通过考试才能取得ECMO合格证书,并且每6年换照一次,必须完成在职教育学分。
再看中国台湾大学的模式:医院(NTUH)组建了实施ECMO的应急小分队,随时准备为全院患者提供ECMO治疗;同时NTUH与医疗设备制造厂商合作,医院使用习惯的ECMO系统,可在10min内快速预充,并且NTUH还配备了ECMO车,车上装备了组装ECMO所需的所有设备和消耗品,当医院内某处需要进行ECMO支持时,可将ECMO车推到抢救现场就地进行组装。通过这种方法,在30min医院内任何科室的危重症患者进行ECMO支持。从长远角度看,ECMO必将成为急诊、危重症医生救治患者的利器。
2.3.ECMO临床使用现状:国内个ECMO中心例病例
中国体外生命支持(ChECLS)协会年开始,倡议我国开展ECMO医院上报ECMO病例。截止年12月31日,中国共有家医院的体外生命支持技术中心开展ECMO治疗,与年家相比增加11.6%,而年为22个ECMO中心,增长%;而国内共计约台ECMO设备。
年中国ECMO总例数为例,较年例增加38.8%,而年为23例,增长%。而年单个ECMO辅助例数为1例,到了年,单个ECMO中心辅助例数为15例。但是也要注意,有44.23%的中心在年开展ECMO例数少于5例,表明存在较大的提升空间。
目前,年我国开展ECMO辅助例数最多的是医院达例,医院、医院、医院分别为例、例和例。在患者人群方面,成人患者占绝大多数,儿童与新生儿患者ECMO开展的中心较少,辅助例数仍占比较低。儿童与新生儿患者仍将是未来中国ECMO发展的重点。
在年,结合ECMO的团队搭建、临床管理、手术开展等情况,中国体外生命支持协会评选出十大卓越ECMO中心,浙江3家、广东2家,北京、河南、湖南、福建、甘肃各1家。
随着科技进步和经济水平提高,近五年来国内ECMO技术应用发展迅速。年全球开展ECMO辅助案例数为例,中国同期开展ECMO辅助为例;而年全球ECMO中心数为家,中国同期数据为家。
年,全球仅有家ECMO中心,到了年有家ECMO中心,增长%;而ECMO辅助例数年全球为例,到了年例数为例,增长%;年每个ECMO中心辅助例数为16.3例,年为29.9例,增长83%。
3.全球ECMO市场三家公司为主,MAQUET是龙头
3.1.ECMO全球市场约3亿美元,年销售约0套设备
QYResearch发布的最新研究报告表明,年全球体外膜肺氧合(ECMO)系统收入市场约为2.47亿美元,年至年的复合年增长率为3.16%。全球体外膜肺氧合(ECMO)系统销售量在年约为7件(设备),从年到年的年均复合增长率为4.36%。
不同调研机构都对ECMO市场规模进行了预测。QYResearch预计到年,全球体外膜肺氧合(ECMO)系统销售收入估计将增长到百万美元左右,从年到年的复合年增长率为2.50%。而GrandViewResearch发布的最新研究报告称,年全球ECMO市场规模为.6百万美元,并以4.4%的复合年增长率增长,到年市场规模预计将达到.8百万美元。
3.2.中国ECMO市场现有规模约2.4亿元,潜在市场为18亿元
对于中国市场来说,ECMO行业能发展迅速,很大一个原因是国内医学界认识到ICU的重要性。年原卫生部发布了《重症医学科建设与管理指南(试行)》,要求医院需设立至少一个ICU,医院重症医院病床总数的2%~8%。考虑到将来彻底实行的分级诊疗,医院将主要收治疑难杂症和危重症患者,医院中未来最大的科室。
中国重症医学科床位数逐年增长趋势明显,在年全国重症科床位达到张,从年到年床位数复合年增长率达19.62%。据卫健委统计公报,医院为家,医院为家。由于ECMO系统的复杂性和病人病情的危重性,对医务人员操作水平要求极高,医院当中有能力开展ECMO辅助治疗的更是仅有家,ECMO医院的发展任重道远。
而ECMO是ICU很重要的设备,ICU的发展带动了ECMO在国内的普及。
根据我们在之前的国内ECMO系统招标采购统计中,根据统计到的信息,共统计到74家单位采购了ECMO系统;而其中有34家写明了购买品牌,迈柯唯有24家(70%),索林有6家(18%),美敦力有4家(12%)。
我们接下对中国的现存市场以及潜在市场做测算。
价格假设:根据上述我们的招标统计,我们计算了年以来ECMO采购的平均价格为万元,我们测算市场时直接取ECMO设备价格为万元/台;而ECMO耗材包价格,参医院的3.42万/件再叠加部分零部件的更新的费用以及考虑到浙江耗材价格全国最低的实情,假设全国平均价格为5万元/件。
而我们根据CSECLS年给出的ECMO中心数,假设增加的ECMO中心数为采购的ECMO台数,且暂不统计已有中心的ECMO再次采购。我们测算:年ECMO设备的采购金额为约万元,而ECMO耗材为约2亿元。则年ECMO总市场为2.40亿元(口径均为终端价格)。
而测算ECMO成为常态下的市场,价格体系按照上述的假设ECMO设备万元/台,ECMO耗材5万元/件。
假设每个医院配置一台ECMO设备;假设每张ICU病床每年周转病人10人次(实际更高),则共53万人次,假设5%的病患用到ECMO。可以测算得到中国ECMO常态下,每年采购ECMO设备金额为约4.76亿元,而每年ECMO耗材包金额为约13.25亿元,总计中国ECMO的市场在常态下是18亿元(口径为终端销售价格)。
3.3.ECMO行业三家公司,均为外资
目前中国ECMO市场主导厂商和全球市场类似,分别是MAQUET(迈柯唯)、Medtronic(美敦力)和LivaNova(ECMO品牌为索林),迈柯唯为龙头厂家。
MAQUET(迈柯唯),隶属于瑞典Getinge(洁定)医疗系统集团,是业界知名的手术室、ICU医疗设备供应商之一。Getinge集团在外科系统、心脏外科、重症系统方向的品牌均为行业顶尖水平,原MAQUET,ALM,HANAU,JOSTRA,SIEMENS(呼吸、麻醉)等,在中国的全资子公司为迈柯唯(上海)医疗设备有限公司。迈柯唯公司的ECMO产品具有市场领先地位,年曾经获市场领袖奖。ECMO产品Cardiohelp系统可使用静脉-静脉或静脉-动脉ECLS支持心肺功能,简单操作即可部署在床边或现场,为患者提供便携式心肺支持。在年1月23日,MAQUET的81套ECMO耗材通过上海海关的“绿色通道”进口,紧急运送至武汉,挽救新冠肺炎患者生命。
Medtronic(美敦力)是一家成立于年的医疗器械公司,总部位于爱尔兰都柏林。美敦力作为全球医械巨头,产品覆盖血管疾病、心脏瓣膜置换、体外心脏支持、微创心脏手术等多个方面。目前,美敦力在上海成立了美敦力医疗用品技术服务(上海)有限公司,已为中国几十家医疗机构提供ECMO产品和后续技术服务。
LivaNova(理诺珐),在年由两家医疗公司合并成立,其中一家即是业内负有盛名的索林(Sorin),目前已在伦敦和纳斯达克交易所上市。LivaNova专注于心脏外科和神经调控领域,在人工心肺机方面拥有领导地位。LivaNova的ECMO产品有2款型号,分别是SCP/SCPC系统和CP5系统,系统包括提供动力的离心泵及操控设备、泵头和管路等耗材。其中SCP/SCPC系统不仅有成人型号,还有儿童规格;CP5系统以LivaNova最先进的人工心肺机S5系统为平台,整体性能得到提升。
4.重症领域受益器械标的
目前国内没有ECMO设备和专业耗材包的公司,鉴于ECMO在重症领域的重要作用,国内的重症领域的公司也会受益此次疫情后对重症领域的重视。国内重症领域的上市公司将会受益,我们筛选出在血液净化领域的上市公司,受益公司包括血液灌流器为主要产品的健帆生物、血液净化领域的宝莱特、血液净化领域并有部分ECMO低端耗材的三鑫医疗。
4.1.健帆生物(529):血液灌流器行业龙头
健帆生物,主要从事血液灌流相关产品的研发、生产与销售,自主研发的一次性使用血液灌流器、一次性使用血浆胆红素吸附器、DNA免疫吸附柱及血液净化设备等产品,广泛应用于尿*症、中*、重型肝病、自身免疫性疾病、多器官功能衰竭等领域的治疗。公司于年8月于深圳上市。
公司年上半年经营主要产品有:一次性使用血液灌流器,销售收入为6.02亿元人民币,占公司主营业务收入的比例为93.11%,是公司的主要收入来源;一次性使用血浆胆红素吸附器,销售收入为2.93亿元人民币,占公司主营业务收入的比例为4.53%;DX-10型血液净化机销售收入为万元人民币,占公司主营业务收入的比例为0.64%;血液灌流机,销售收入为万元人民币,占公司主营业务收入的比例为0.26%;血液透析粉液产品,主要由控股子公司从事血液透析粉和透析浓缩液等产品的生产与销售,销售收入为万元人民币,占公司主营业务收入的比例为1.46%。
4.2.宝莱特(246):血液净化和监护为主要业务
广东宝莱特医用科技股份有限公司成立于年,主营业务为医疗器械产品的研发、生产、销售、服务,主要涵盖健康监测和肾科医疗两大业务板块:一是健康监测板块为医疗监护设备及配套产品,广泛用于各类医疗场所;二是肾科医疗板块为血液透析产品,广泛应用于急、慢性肾功能衰竭领域的治疗。公司年上市。根据年半年报显示,年上半年宝莱特营业总收入3.84亿元人民币,其中血透产品2.75亿元人民币,占公司主营业务收入的比例为71.48%;监护仪产品1.04亿元人民币,占公司主营业务收入的比例为27.17%;其他业务万元人民币,占公司主营业务收入的比例为1.35%。
4.3.三鑫医疗(453):血液净化为主要业务
江西三鑫医疗科技股份有限公司成立于年,于年5月在深圳上市,主要从事一次性使用医疗器械的研发、生产、销售和服务,主要涉及“血液净化类”、“留置导管类”、“注射类”、“输液输血类”、“心胸外科类”五大系列产品。
其中,控股子公司宁波菲拉尔医疗用品有限公司主要从事心脏外科体外循环耗材的研发、生产、销售业务,为心脏外科体外循环耗材细分市场领域的国内龙头企业。其生产的一次性使用贮血滤血器、一次性使用血液微栓过滤器、一次性使用人工心肺机体外循环管道包(体外循环管道),一次性使用心脏冷停搏液灌注器等医院,经医院临床使用。年3月,三鑫医疗以万元并购了其51%股权。宁波菲拉尔年营收万元,净利润5万元。
据年半年报,三鑫医疗H年营业总收入2.89亿元,其中血液净化类产品收入1.82亿元,占比例为63.17%;留置导管类产品万元,占比例为12.06%;输液输血类产品万元,占公比例为11.96%;注射类产品万元,占公司主营业务收入的比例为11.66%;其他业务万元,占比例为1.14%。
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(报告来源:华西证券)
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