新型冠狀病毒肺炎相關心電圖表現的研究進展

高國潔 陳婧 丁雯 張嫻

隨著對新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)的認識不斷加深，人們研究發現，COVID-19雖然主要累及呼吸系統，但也可引起竇性心動過速(簡稱竇速)、房顫、室速等多種心律失常，Brugada波、短暫性ST段抬高、T波倒置等多種心電圖形態異常，以及心肌炎、心包填塞等多種心臟并發癥[1]。COVID-19患者的心肌受累，尤其是在22%～44%的危重或嚴重病例中發生的心肌損傷與不良預后有關[2]。而心電圖能早期反映心肌受累和心肌損傷，是一種簡便、無創且價格低廉的檢查手段，因此，無論是對呼吸科醫生還是對心血管內科醫生而言，加深對COVID-19相關心電圖表現的認識都是至關重要的。目前我國對COVID-19相關心電圖的報道較少；本文主要綜述了新型冠狀病毒感染患者的各種相關心電圖表現，旨為COVID-19患者的病情監測、評估和預后判斷提供參考。

1 新型冠狀病毒肺炎的病理生理學

嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2號(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)是引起COVID-19的病原體。該病毒是2002—2003年導致嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)暴發的冠狀病毒SARS-CoV-1的變體。SARS-CoV-2是一種RNA病毒，通過血管緊張素轉換酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)受體介導的內吞作用進入細胞。ACE2受體位于多個組織中，包括肺、心臟、腎臟、胃腸道、血管和皮膚。與SARS-CoV-1相比，SARS-CoV-2與ACE2受體結合得更緊密。SARS-CoV-2與2型肺泡細胞的ACE2受體結合，從而引發COVID-19患者的呼吸系統癥狀。既往研究表明，>7.5%的心肌細胞也表達ACE2受體[3]。雖然ACE2受體的存在可以解釋COVID-19患者的心臟損傷，但COVID-19對心血管的影響可能是多因素的。SARS-CoV-2可導致機體處于高度炎癥狀態，引起血管炎癥、心臟損傷、斑塊不穩定、高凝狀態及心肌抑制[3]。既往病理數據顯示，COVID-19患者的心臟間質中存在炎性浸潤及壞死、血管微血栓形成和血管炎癥[4]。COVID-19也可引起細胞因子風暴、膿毒癥、彌散性血管內凝血，最終導致多器官功能障礙，甚至死亡。伴有心電圖改變的COVID-19患者出現心肌異常，可能是由于細胞因子風暴、缺氧損傷、電解質紊亂、斑塊破裂、冠狀動脈痙攣和微血栓形成，以及內皮或心肌直接損傷所致[2]。

2 新型冠狀病毒肺炎相關心電圖表現

COVID-19可引起多種心律失常和心電圖形態異常，在危重患者中更為常見。既往研究表明，心律失常及心電圖形態異常可發生在33%～93%的COVID-19危重患者中，其與院內死亡風險增加(OR=1.95)和需要機械通氣有關[5-8]。一項納入1 258例COVID-19患者的研究發現，房顫或心房撲動(OR=2.5)、右心室勞損(OR=2.7)及ST段異常(OR=2.4)均與院內死亡風險增加和需要機械通氣有關[9]。臨床醫生應注意，右心室勞損心電圖表現為前壁導聯(V1—V4)和下壁導聯(Ⅱ、Ⅲ、aVF)ST段壓低及T波倒置，尤其在Ⅲ導聯中表現得最明顯，因為它直接反映右心室心肌的復極情況。COVID-19患者中>8%的死亡可能是由心律失常所致[10]。

2.1 新型冠狀病毒肺炎相關快速室上性心律失常

快速室上性心律失常是臨床常見的心血管急癥，包括各種類型的室上性心動過速、竇速、心房撲動和房顫等。在COVID-19患者中，以竇速最常見，常見的觸發因素包括低血容量、低灌注、缺氧、體溫升高、疼痛及焦慮；房顫次之，可以新發房顫、既往心律失常復發、永久性房顫伴新的快速心室反應等多種方式出現。竇速和房顫是COVID-19患者病情嚴重程度、心肌損傷和預后不良的獨立預測因子[11]。在美國紐約醫院進行的一項研究發現，入院時和住院期間分別有14.3%和10.1%的患者出現房顫或心房撲動[10]。另一項研究發現，需要機械通氣的COVID-19危重患者中約22%發生房顫或心房撲動[5]。COVID-19患者合并室上性心動過速的報道甚少，相關研究有待進一步開展。

2.2 新型冠狀病毒肺炎相關惡性室性心律失常：室速和心室顫動

惡性室性心律失常是病毒性心肌炎及心肌病的常見并發癥，這類患者中有1%～6%出現室速和(或)心室顫動(簡稱室顫)[12]。在COVID-19患者中，這些心律失常可能是由使用了能引起QT間期延長的藥物、代謝異常和心肌炎癥所致。研究證實，肌鈣蛋白水平升高的COVID-19患者比肌鈣蛋白水平正常患者的室速發生率更高[12]。

有脈性室速可見于單形和多形性室速。單形性室速是COVID-19患者最常見的室速類型，常由器質性心臟病引起，如ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)、心肌損傷或心肌炎。多形性室速(包括尖端扭轉型)通常在藥物毒性、電解質異常的情況下，以及各種促心律失常狀態(如Brugada綜合征、長QT綜合征)下發生。

可引起心臟驟停的4種常見心律失常包括室顫、無脈性室速、無脈性電活動及心臟停搏。在COVID-19大流行期間，院外及院內心臟驟停的發生率都有所升高。一項法國的研究表明，2020年2至4月院外心臟驟停的發生率較2019年同期升高52%，心臟驟停患者的死亡率也有所上升[13]。導致死亡率升高和不良后果增多的原因可能是SARS-CoV-2感染本身，也可能由于COVID-19的大規模流行而導致醫療資源不足，延誤了COVID-19患者就醫，并造成心臟驟停患者的施救率降低。

COVID-19患者的心臟驟停風險增加，但心臟驟停相關心律失常的發生率在住院患者中存在差異。一項針對美國紐約COVID-19住院患者的研究顯示，在這些患者發生的心臟驟停相關心律失常中，以心臟停搏最常見，其次是無脈性電活動，再次是無脈性室速或室顫[10]。SHAO等[14]選取了2020年年初中國武漢的136例COVID-19重癥患者進行研究，其均在住院期間施行心肺復蘇，結果發現大多數心臟驟停由呼吸系統疾病引起，且伴有非休克性心律，其中122例(89.7%)停搏，6例(4.4%)無脈性電活動；在所有136例患者中，18例(13.2%)自主循環恢復，只有4例(2.9%)存活至少30 d，1例(0.7%)神經功能完好。由此可見，在COVID-19暴發初期，院內重癥患者心臟驟停的生存率很低。

2.3 新型冠狀病毒肺炎相關心動過緩和房室阻滯

盡管與快速性心律失常相比，心動過緩和房室阻滯不太常見[12]，但它們仍會引發心血管不良事件，臨床醫生應予以重視。既往案例報道伴有多種心血管病危險因素的COVID-19老年患者可進展為高度房室阻滯 (二度Ⅱ型和三度房室阻滯)和(或)室內阻滯；部分患者可逐漸出現傳導異常相關癥狀，并迅速發展為心臟驟停[15]。AMARATUNGA等[16]報道了4例COVID-19患者在ICU住院期間均出現新發的竇性心動過緩(簡稱竇緩)，可能的觸發因素為嚴重缺氧、炎癥細胞因子對心臟竇房結的損傷以及藥物不良反應，提示竇緩可能是嚴重細胞因子風暴的預警信號。HE等[15]及AMARATUNGA等[16]的報道中，COVID-19患者發生心臟驟停前曾出現竇緩、交界性心律或心室自主節律，提示COVID-19重癥患者出現明顯的心動過緩可能是循環衰竭的風險標志。

2.4 新型冠狀病毒肺炎相關心電圖QT間期和電軸異常

既往研究表明，>13%的COVID-19患者可能發生QT間期延長，或許與COVID-19的治療藥物有關，如氯喹、羥氯喹和阿奇霉素[17]。眾所周知，顯著的QT間期延長可導致尖端扭轉型室速等惡性心律失常，甚至猝死。HE等[15]的研究亦驗證了QT間期延長與COVID-19危重程度、心臟損傷及死亡率有關。據報道，QRS波群電軸偏移通常涉及右心室勞損，這類患者常因多葉性肺炎和(或)有大血栓負荷的肺栓塞而出現急性呼吸衰竭；心電圖通常表現為電軸右偏，V1、V2導聯出現明顯的R波，Ⅱ、Ⅲ、aVF和V1—V4導聯出現ST段壓低或T波倒置[9]。

2.5 新型冠狀病毒肺炎相關心電圖形態學表現：ST段、T波和QRS波群異常

在COVID-19大流行中，當患者出現胸痛或胸悶、氣短等表現時，很難通過心電圖進行鑒別。此時，醫生必須考慮STEMI、心肌損傷和心肌炎，因為上述病因都會導致ST段和T波異常。與SARS-CoV-2感染相關的心肌損傷可能表現為ST段偏移(抬高或壓低)、T波倒置和病理性Q波[9]。一項研究發現，COVID-19危重癥患者中約40%的心電圖出現ST段和T波變化；另一項調查指出，41%的COVID-19患者出現了非特異性的復極化變化(包括ST段和T波異常)，而這些變化是由心肌損傷引起的，與不良結局(包括需要入住ICU的次數增加、更頻繁的機械呼吸支持及死亡率升高)有關[5,11]。在18例COVID-19伴ST段抬高的患者中，8例最終被診斷為急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)，10例表現為非閉塞性(即不涉及急性冠脈綜合征)心肌損傷[18]。COVID-19相關心肌炎和(或)心包炎的心電圖表現類似閉塞性AMI，如局灶性ST段抬高，并伴有T波倒置[18]。

對于ST段抬高的COVID-19患者，單純根據心電圖解讀可能無法鑒別STEMI、心肌損傷和心肌炎，目前通過動態觀察COVID-19患者心電圖來鑒別上述疾病的報道亦不常見。心電圖結合患者臨床表現、超聲心動圖檢查及心肌壞死標志物測定來區分STEMI與心肌損傷、心肌炎[1-2,18]，有助于臨床醫生對疾病進行早期干預，從而有望提高治愈率、降低死亡率。張建國等[19]研究發現，所有重癥COVID-19患者心肌損傷標志物均出現明顯異常，其合并心肌損傷的程度與患者預后相關。對COVID-19合并心臟損傷患者及時給予心肌保護藥物，可能有助于改善患者預后[20]。

SARS-CoV-2感染也可能導致心電圖出現Brugada波。文獻[21-23]報道了3例無Brugada綜合征和家族史的患者，其因SARS-CoV-2感染住院期間出現Brugada波，并隨著COVID-19的發展而加重，考慮這些患者出現的Brugada波與SARS-CoV-2感染有關。1型Brugada波與發熱和心肌鈉通道改變有關，心電圖上表現為V1—V3導聯中至少一個導聯的ST段抬高>2 mm，隨后出現負性T波[18]。由于病例較少，Brugada波與SARS-CoV-2感染的相關性有待進一步探討。

2.6 新型冠狀病毒肺炎相關肺栓塞的心電圖表現

肺栓塞被認為是COVID-19患者特別是重癥患者的一大并發癥。COVID-19相關靜脈血栓栓塞的易感性可能源于以下幾種機制[24-26]：① 血管緊張素Ⅱ活性的增加；② 凝血系統和血小板功能增強，導致血栓形成；③ 細胞因子介導的凝血級聯的激活，以及病毒感染的潛在直接影響，引起局部炎癥和局部血栓形成。

竇速、房顫伴快速心室率在COVID-19相關肺栓塞患者中較為常見，這類患者亦可出現右心室勞損的心電圖表現[24-26]。最近一項回顧性研究表明，COVID-19相關肺栓塞患者的心電圖表現常為非特異性的，以竇速最為常見；僅有1/3的患者心電圖提示右心室勞損，僅7%的患者出現經典的S1Q3T3模式(即Ⅰ導聯可見深S波,Ⅲ導聯可見Q波和T波倒置)[24]。由此可見，經典的心電圖表現可提示COVID-19患者合并肺栓塞，但該類患者的心電圖存在多樣性，因此需結合臨床癥狀及影像學檢查綜合判斷，以提高早期檢出率，避免延誤病情。

3 小結

COVID-19可對心血管系統產生負面影響并導致心電圖表現異常，可能的原因包括細胞因子風暴、缺氧損傷、電解質異常、斑塊破裂、冠狀動脈痙攣、微血栓，以及內皮或心肌直接損傷。COVID-19患者最常見的心電圖表現為竇速、房顫或心房撲動、室性心律失常(如室速或室顫)、心動過緩、QT間期延長和電軸變化，以及ST段和T波的變化。加深對COVID-19相關心電圖異常的認識，可能有助于呼吸科與心血管內科醫生對COVID-19患者進行評估和管理。