黄浙勇:新冠疫情下的心血管视角:心肌损伤到底有几分?

作者|复旦大学附属中山医院 黄浙勇

一、理论上,新冠病毒可引起严重的心肌损伤

我们有太多的理由去相信新冠病毒容易影响心肌和心脏功能,甚至认为新冠病毒可引发爆发性心肌炎或急性心功能不全。支持证据列举如下。

1、病毒推理 

心肌炎最常见的病因就是病毒,甚至临床诊断心肌炎就默认为病毒性心肌炎。如肠道病毒、腺病毒、细小病毒B19、HHV-6(即EBV)等诸多病毒均可导致急性心肌炎¹。冠状病毒也有这方面证据,如2016年有文献报道MERS-CoV病毒导致急性心肌炎和心衰的个案²。SRAS尸检发现致死性SARS病毒聚集于肺部,但在肠、肝、肾、心等多个脏器均分离出 SARS-CoV 病毒,提示可通过病毒血症损伤多脏器功能³。兔静脉注射SARS-CoV病毒模拟急性感染可诱发急性心肌炎和充血性心衰,存活者可发展为扩张性心肌病样改变⁴。由于2019-nCoV和MERS-CoV、SARS-CoV具有类似的致病性,其导致心肌炎也在情理之中。

2、共同受体 

血管紧张素转化酶2(ACE2)是细胞膜上的羧化酶,生理功能是将血管紧张素II降解为血管紧张素1–7,发挥舒张血管和心血管保护作用。同时,ACE2又是冠状病毒(包括SARS和新冠病毒)的功能受体⁵,发病机制是刺突蛋白和ACE2结合,引起组织ACE2表达下调,angII升高,导致组织损伤³。因为心脏和肺脏等均是ACE2高表达的脏器,所以具有共同的发病基础,理论上心肺应该几乎相似程度受累。

3、临床可疑 

本次疫情发现,少数COVID-19感染者临床症状不典型,以心血管系统症状为首发表现,与心肌炎症状相符。另外,与SARS不同,COVID-19病程长,一个令人印象深刻的临床特点是,在病程发展过程中的突然进展和突然恶化,表现为在低氧基础上突然出现低血压和血流动力学不稳定,多脏器功能衰竭,部分突然死亡,与“爆发性心肌炎”相符。

总之,理论上分析,COVID-19应该有心肌损伤,而且是严重损伤。

二、实际上,新冠病毒仅引起心肌轻度损伤 

1、文献资料 

最早报道⁶12%(5/41)COVID-19患者hs-cTnI水平上升(>28pg/mL),其中4人收入ICU。Wang等⁷报告138例NCP患者,36例收住ICU重症患者,其cTnI明显高于非ICU患者(11.0pg/mL vs. 5.1 pg/mL, p=0.004),所有的横断面研究⁸均表明重症和心肌损伤明显相关,提示重症患者容易出现心肌损伤,或者,心肌损伤提示患者病情严重。武汉王道文等⁹也发现有肌钙蛋白升高,虽然最高393.3 ng/L,但其研究没有排除心脏本身因素或肾功能的影响,而且cTnI正常值参考区间≤26.3 ng/L,因此总体而言轻度损伤为主。

2、临床观察 

根据我们自己的观察,若以肌钙蛋白作为新冠肺炎的指标,重症和危重症患者约11%累及心脏,主要表现为心肌微损伤。心肌微损伤有2个含义,其一是心肌标志物仅轻度升高,绝大部分cTnI 在0.5ng/ml以下;其二,心脏功能影响轻微,间或表现出舒张功能障碍,收缩功能没有影响,BNP可有轻度升高。另外,心肌微损伤对预后具有比较好的预测价值。

3、尸检结果 

一例尸检报告¹º是50岁COVID-19患者,长时间缺氧并最终氧饱和度低于60%之后,发生心跳鄹停。病理变化主要局限于肺部,表现为弥漫性肺泡损伤、肺部水肿和肺透明膜形成,心脏未见心肌组织的严重损害和其他明显病理改变,仅见心肌间质少量单个核细胞炎性浸润。因此作者认为SARS-CoV-2 感染并不直接损伤心脏。遗憾的是,文中未提供肌钙蛋白数值。

总之,临床资料表明,COVID-19的确可引发心肌损伤,多见于重症和危重症患者,预后不佳。但与理论分析不符的是,绝大多数为心肌轻度损伤。

三、心肌损伤的发病机制

1、“病毒→心肌损伤”的直接机制 

首先想到的、默认的机制是病毒直接侵犯心肌、或者交叉免疫损伤心肌,但有二个现象不能解释。首先是ACE2在心肺均高表达,但2019-nCoV主要累及肺泡上皮,而心脏受累甚微。其次, ACEI或ARB应用后会反馈性提高ACE2在心血管系统和肺组织的表达,将会恶化病情。但事实上,我们并未观察到该现象。如何解释心肌ACE2表达和心肌组织受损的不一致现象?

最大的可能是2019-nCoV病毒很少入侵血液循环,即是病毒血症较少、较轻,因此,心肌受损可能并非病毒直接通过ACE2途径损害心肌。另外一种可能是心和肺的所谓ACE2并不完全一致(不同亚型),或者2019-nCoV病毒根本不通过ACE2发挥作用。后续可进一步检测血液病毒负载量和心脏病毒负载量,并研究和心肌损伤的关系。

2、“病毒→肺炎→心肌损伤”的间接机制 

即使没有病毒血症,COVID-19完全可能通过间接途径损伤心脏,机制包括低氧血症、酸中毒、肺动脉高压、SIRS(炎症风暴)、甚至精神压力等。事实上,COVID-19 的心肌损伤也完全可以用严重感染性心肌损伤的一般规律加以解释。因此,我们认为“病毒→肺炎→心肌损伤”的间接机制是一种更为合理的机制假设。

3、合并症急性发作 

相当一部分COVID-19患者合并存在心血管疾病,这对疾病诊治有3层影响。首先,憋闷和气促等本身为非特异性症状,为心肺疾病所共有,因此需要鉴别诊断。其次,原有心血管疾病患者感染COVID-19后病情较重,预后较差[6];最后,COVID-19新发感染反过来加重或诱发了原有心脏病的急性发作(如房颤快心室率、心衰急性发作、冠心病不稳定化等),出现心肌损伤和心功能受损。  

四、心肌损伤的处理对策

1、治疗肺炎原发病 

COVID-19主要累及肺,心脏损伤为辅(疾病叫肺炎,不叫心肌炎),所以处理以肺炎为主,心脏为辅。根本治疗还是针对病毒性肺炎的原发病治疗,包括抗病毒、抗炎症和免疫调节、氧疗三个方面,旨在纠正低氧、过度全身炎症状态等间接损伤因素。

2、处理心脏急性损伤 

在疾病急性期,不管心肌损伤的机制或程度,心肌损伤均可能成为压垮骆驼的最后一根稻草。因此要加强监测,积极治疗业已合并存在的、或者新出现并发的心脏损伤。可以尝试辅酶Q10、改善心肌代谢等药物,有基础心脏病的患者视情况尝试β受体阻滞剂、ACEI等药物。

重症患者住院2-3周后突然加重甚至死亡,心脏起什么作用?我们认为,病情突发加重有3种可能。

(1)肺部原发病变突发加重:所谓突然触发炎症风暴。有什么激发因素能在“规定”时间点触发了炎症风暴呢?是免疫反应激发,还是有规律的病毒增殖?不太好解释。

(2)肺部原发病逐渐加重,疾病逐渐发展到失代偿点而出现的突发表现,如慢性心衰急性发作一样。平时讲的压垮骆驼的最后一根稻草讲的就是这个道理。氧合曲线有个拐点,一旦肺部病变进展到一定程度,氧分压持续不到60mmHg,就会导致包括心脏在内的多脏器损害。冰冻三尺,非一日之寒。

(3)肺部病变相对稳定,但出现急性并发症,导致病情突然恶化。并发症包括继发细菌感染、急性肺栓塞、急性心肌损伤、肾功能不全等等。由此可见,心肌损伤等并发症可能成为患者的不能承受之轻。

3、警惕慢性损伤 

目前不能完全排除病毒直接感染心肌的可能性,假如直接感染,心脏残存病毒可诱发心肌持续炎症反应,最后发展成扩张性心肌。因此,在疾病缓解期或“治愈”后,尤其是肌钙蛋白升高的患者,应该加强心超和心肌标志物的随访。

结论:

新冠肺主要累及肺,心脏损伤为辅。但在疾病进展的关键时期,心肌损伤或原有心脏疾病可能成为最后一根稻草。


参考文献:

1. Pollack, A., et al., Viral myocarditis--diagnosis, treatment options, and current controversies. Nat Rev Cardiol, 2015. 12(11): p. 670-80.

2. Alhogbani, T., Acute myocarditis associated with novel Middle east respiratory syndrome coronavirus. Ann Saudi Med, 2016. 36(1): p. 78-80.

3. Farcas, G.A., et al., Fatal severe acute respiratory syndrome is associated with multiorgan involvement by coronavirus. J Infect Dis, 2005. 191(2): p. 193-7.

4. Alexander, L.K., et al., An experimental model for dilated cardiomyopathy after rabbit coronavirus infection. J Infect Dis, 1992. 166(5): p. 978-85.

5. Turner, A.J., J.A. Hiscox, and N.M. Hooper, ACE2: from vasopeptidase to SARS virus receptor. Trends Pharmacol Sci, 2004. 25(6): p. 291-4.

6. Huang, C., et al., Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet, 2020. 395(10223): p. 497-506.

7. Wang, D., et al., Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus-Infected Pneumonia in Wuhan, China. JAMA, 2020.

8. Lippi, G., C.J. Lavie, and F. Sanchis-Gomar, Cardiac troponin I in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19): Evidence from a meta-analysis. Prog Cardiovasc Dis, 2020.

9. Chen, C., et al., [Analysis of myocardial injury in patients with COVID-19 and association between concomitant cardiovascular diseases and severity of COVID-19]. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi, 2020. 48(0): p. E008.

10. Xu, Z., et al., Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med, 2020.

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