冠狀病毒感染對心電圖的影響

王玥瑩 耿旭紅 李藝 劉彤

冠狀病毒是一種具有包膜的單股正鏈RNA病毒，可感染多種哺乳動物及鳥類[1]。部分冠狀病毒可感染人類，通常導致呼吸系統疾病。近17年內冠狀病毒已引起3種致命的人畜共患病，分別是2002年冬季出現的嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)、2012年出現的中東呼吸綜合征(middle east respiratory syndrome，MERS)以及2019年12月出現的新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019，COVID-19)，3種冠狀病毒分別為SARS-CoV、MERS-CoV以及SARS-CoV-2，均為具有較強傳染性的急性呼吸道病毒，冠狀病毒已對人類構成重大威脅。

目前爆發的SARS-CoV-2感染導致心臟損傷受到學界廣泛關注和追蹤研究，已有多個研究證實SARS-CoV-2感染可導致心臟損傷[2-5]。但COVID-19合并心律失常發生情況及預后尚不明確。心電圖異常是冠狀病毒影響心臟正常電生理活動的重要表現之一，本文結合近期文獻報道，將冠狀病毒對心電圖的影響進行分析匯總，以期為SARS-CoV-2感染者的全面評估提供幫助，預防不良事件的發生從而降低死亡率。

1 動物感染冠狀病毒導致心電圖改變

已證實家兔感染冠狀病毒可導致心肌炎、心力衰竭、擴張型心肌病[6]及多種心電圖異常改變[7]。家兔冠狀病毒與SARS-CoV、SARS-CoV-2同屬冠狀病毒科的β冠狀病毒，這些心電圖異常改變對探究人類感染冠狀病毒導致心律失常具有一定的參考價值。

1999年，Alexander等[7]對31只感染了冠狀病毒的家兔進行連續心電圖觀察，出現竇性心動過速(74%)、T波振幅降低(45%)、QTc間期延長(42%)、R波幅度降低(16%)、二度Ⅱ型房室傳導阻滯(13%)、室性早搏(10%)、電交替(10%)、右束支傳導阻滯(7%)、室上性早搏(7%)以及一度房室傳導阻滯(3%)等多種心電圖改變。此外，感染急性期死亡的家兔，通常是在無明顯心力衰竭的情況下猝死，心臟病理檢查發現房室結有水腫，心肌細胞出現局灶性壞死及間質水腫現象。而幸存家兔除心臟組織間隙散在淋巴細胞浸潤外無明顯異常[7]。家兔感染冠狀病毒后的房室傳導阻滯、室性早搏、QTc間期延長及猝死很可能與心肌細胞變性壞死以及傳導系統單核細胞浸潤有關。

2 SARS-CoV感染對心電圖的影響

SARS流行期間，國內外的報道觀察到SARS患者可出現多種心電圖異常改變。最常見的心電圖異常改變為竇性心動過速(約71.9%～75.7%)[8-9]，中位持續時間約12.7 d[8]，高值心率150～167次/min[8-9]，7.2%的患者出院前(或臨終前)仍有竇性心動過速[10]。另有報道38.8%的SARS患者在出院后隨訪期內仍存在竇性心動過速[8]。這說明SARS-CoV所致心電圖異常改變需要很長時間才能恢復。其次是ST-T異常改變(6.4%～13.5%)[9-10]、竇性心動過緩(1.6%～14.9%)[8-10]、QTc間期延長(8.1%)[9]、一度房室傳導阻滯(6.4)[10]、二度Ⅱ型房室傳導阻滯(2.7%)[9]、房性早搏(1.6%)[10]、室性早搏(0.8%)[10]、心房顫動(0.8%)[8]。另有研究分析SARS患者發生心臟驟停的心電圖特點，心臟驟停前可見急性廣泛前壁心肌缺血、多個導聯ST-T異常改變、加速性交界性心律、交界性心律、完全性右束支傳導阻滯等多種心電圖異常改變[11]。可見，人類發生冠狀病毒感染也可能導致多種心電圖異常改變，提示預后不良。合并竇性心動過速(36.8%vs. 17.7%)及ST-T異常改變(47.4%vs. 16.9%)的重癥SARS患者死亡率明顯增高[12]。

3 SARS-CoV-2感染對心電圖的影響

雖然SARS-CoV-2與SARS-CoV的基因特征存在明顯差異，但已證實SARS-CoV-2可導致包括心臟在內的多器官功能損害。無論是COVID-19輕癥患者還是重癥患者，其心肌壞死標志物均有不同程度升高，重癥者心臟損傷風險更高，約為22.2%～31%，輕癥者約2%～4%，死亡患者發生心臟損傷風險較幸存者高，約為28%～88.9%[13]。然而，僅通過心肌損傷標志物評估COVID-19患者心臟不良事件風險并不完整，心電圖是反映心電生理活動的重要方法。

據報道，7.3%(10/137)的COVID-19患者以心悸為首發癥狀[14]，平均心率為88次/min[15-16]。另一項研究顯示重癥監護室(intensive care unit，ICU)治療患者心率[平均89次/min(81～101次/min)]比普通病房患者更快[平均86次/min(77～96次/min)][3]。從這個資料看，COVID-19患者心率普遍偏快，重癥患者更明顯。另據研究報道17.6%(3/17)的COVID-19患者出現心動過速(重癥患者1例，危重患者2例)，且與體溫升高不相稱(危重患者與輕、中、重癥患者體溫無明顯差異)；與輕、中癥患者相比，重癥、危重癥患者心率明顯增快(P<0.01)，重癥與危重癥患者心率無明顯差異；此外，2例危重癥患者發生房顫，房顫發作時最大心率分別達到123次/min和160次/min，其中1例82歲男性患者既往有持續性房顫病史，另外1例65歲男性患者無房顫或其他心臟疾病史，2例患者最終死亡[17]。COVID-19患者心動過速不完全是發熱所致，不能因普遍發熱而忽視心動過速，重癥及危重癥患者心動過速發生風險更高，提示預后不良。SARS-CoV-2感染除了使原有心肌病變及傳導障礙加重而誘發心律失常事件，對于既往無心臟病史患者也可能在多種機制作用下誘發心電生理異常。

Wang等[3]率先報道16.7%(23/138)的COVID-19患者存在心律失常，甚至與出現急性呼吸窘迫患者比例(19.6%)相近，而且ICU患者心律失常發生率明顯高于普通病房患者(44.4%vs. 6.9%，P<0.001)。心律失常是COVID-19患者住院期間的主要并發癥之一，合并心律失常患者絕對數量不容忽視。我們的研究顯示74.2%(69/93)的COVID-19患者出現心電圖異常改變，最常見為ST-T異常改變(40.9%)，其中5例為急性心肌梗死所致ST段抬高；30.1%(28/93)存在心律失常：包括一度房室傳導阻滯(2.2%)、二度Ⅰ型房室傳導阻滯(1.1%)、三度房室傳導阻滯(1.1%)、室內傳導阻滯(7.5%)等，房室/室內傳導阻滯發生比例(11.9%)甚至超過竇性心動過速(7.5%)、竇性心動過緩(7.5%)、房性心律失常(6.5%)和室性早搏(4.3%)。上述結果提示，應高度重視COVID-19患者發生房室傳導阻滯和室內傳導阻滯的風險[18]。與非ICU患者相比，ICU患者心電圖異常Q波比例更高(33.3%vs3.9%，P=0.006)，表明重癥病例心肌壞死、頓抑較普通病例更為嚴重[18]。此外，有一定比例患者心電圖出現QTc間期延長(12.9%)[18]。SARS-CoV-2和SARS-CoV類似，都可引起多種心電圖異常改變，這與病毒直接或間接導致的心臟損傷有關，但不同的是SARS-CoV-2感染引發心動過速比例低于SARS-CoV，而更多導致房室/室內傳導阻滯、QTc間期延長，從而誘發惡性心律失常風險可能更高，臨床應予高度重視。目前COVID-19患者心電圖資料有限，不同作者研究統計的心律失常發生情況存在差異，可能由于對心律失常的納入范圍不同，還受限于入選人群特征、樣本量、地域等，而且還缺乏連續心電圖監測數據，單次心電圖評估并不全面，應加強監測心電圖，明確心律失常的類型。

研究表明，合并心血管疾病COVID-19死亡患者中17.65%(3/17)死于急性心肌梗死[19]。我們的研究顯示5.4%(5/93)的COVID-19患者發生急性心肌梗死[18]。目前對COVID-19重癥患者的認識不應局限于急性呼吸窘迫及感染性休克等并發癥，對心臟危重癥也應予以重視。

部分危重COVID-19患者病程中若出現類似爆發性心肌炎病理生理改變，或傳導阻滯、QTc間期明顯延長及室性心律失常等心電圖異常改變，提示預后不良。建議臨床醫生結合心肌損傷標志物與心電圖改變對心臟進行綜合評估，警惕由此引發危及生命的電風暴。

4 冠狀病毒感染對心電圖影響的可能機制

感染冠狀病毒后的心電圖異常改變可能有多種原因。病毒導致心肌和傳導系統損害是心律失常發生的重要原因。COVID-19患者首例心臟病理檢查可見心臟組織間隙中單核細胞浸潤，雖未見明顯實質性損害[20]，但不能排除SARS-CoV-2也可引發類似家兔冠狀病毒所導致的心肌細胞局灶性壞死及間質水腫。標準組織病理學檢查中看似微不足道的局灶性心肌或傳導系統損害是與猝死相關心臟損害的關鍵證據。

重癥COVID-19患者體內多種炎癥因子升高，提示細胞因子風暴可能與病情嚴重程度有關[21-22]，一方面炎癥因子可促進血栓形成和心肌梗死發生[23-24]，另一方面炎性級聯反應也可直接導致心肌損傷，進而引起心電圖異常改變。雖然COVID-19患者心率升高與體溫不成比例，但缺氧可引起心電生理不穩定，誘發心律失常(如室性心動過速及心室顫動等)而致心臟驟停，已有研究也證實COVID-19患者心率升高可能與血氧飽和度降低有關[17]。電解質和酸堿平衡紊亂、肝腎損傷引起的毒性物質蓄積和內毒素血癥也可造成心電生理異常。除此之外，不能排除其他特殊原因所致，甚至有報道SARS患者的縱隔氣腫可能引起與急性冠狀動脈綜合征相似的胸痛癥狀以及胸前導聯T波倒置[25]，COVID-19患者是否出現類似情況尚不可知。

藥物相關性心律失常也可能存在。抗病毒藥物利巴韋林可用于治療COVID-19[26]，但可能會引起心動過緩(OR=2.3，99%CI=1.0～5.1，P=0.007)及低鎂血癥(OR=21，99%CI=5.8～73，P<0.000 1)等不良反應[27]。低鎂可導致快速型心律失常，甚至發生致命性心室顫動。糖皮質激素作為抑制細胞因子風暴、促進滲出性病變吸收的短期用藥，也可能誘發心律失常。磷酸氯喹可用于治療COVID-19[26]，但可引起竇房結抑制，導致心律失常、休克，嚴重時可發生阿斯綜合征導致死亡[28]。重癥患者處于休克狀態，兒茶酚胺過度釋放，可導致心電生理不穩定。冠狀病毒感染者心電圖異常改變可能是多種損傷因素綜合作用的結果，其真正原因及發生的機制尚需更進一步的研究。

5 治療與展望

在臨床實踐中，需要高度重視感染冠狀病毒的重癥病例，這類患者病情發生及進展均較快，治療難度較大，死亡率較高。鑒于冠狀病毒感染可引發多種心電圖異常改變，必須高度重視冠狀病毒相關心臟損傷及心律失常的發生。對于重癥及危重癥COVID-19患者，應嚴密監測心功能和心電圖，對具有心臟損傷相關特征的患者進行及時干預。同時，要注意對心血管急危重癥與危重癥型COVID-19導致的呼吸困難、血氧飽和度降低以及休克進行鑒別診斷[29]。專家建議對COVID-19患者應重點關注以下指標：以R波為主的2個或2個以上主要導聯(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVF、V4、V5、V6)的ST-T異常改變；新近發現的竇房、房室傳導阻滯，完全性右或左束支傳導阻滯、竇性停搏；成聯律、成對、多形性或多源性室性早搏；異位性心動過速；心房撲動/心房顫動、QRS波低電壓、異常Q波、心電圖QRS波增寬(QRS波時限>120 ms)，必要時行連續心電監護[30]。還應密切關注患者是否出現與疾病狀態不匹配的陣發性心動過速或脈搏增快[31]，床旁備用臨時起搏和除顫儀，早期識別高危心電圖和心律失常，并給予及時干預。