遺傳性心律失常的體表心電圖線索

史炳碩 李廣平

遺傳性心律失常(inherited arrhythmia,IA)主要包括遺傳性離子通道病和遺傳性結構性心臟病:前者主要包括Brugada綜合征(Brugada syndrome,BrS)、長QT綜合征(long QT syndrome,LQTS)、短QT綜合征(short QT syndrome,SQTS)等;后者主要包括致心律失常性右室心肌病(arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC)、肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)、擴張型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)等。在一個遺傳家系中,IA表現不一:可從終身無相關疾病發作到年輕患者猝死。該類疾病猝死風險很高,目前基因檢測假陽性率較高或僅提示為“意義不明的突變”[1],因此,早期識別和診斷IA并予以適當干預,對改善預后極為重要。

心電活動異常是IA發生的基礎[2]。心電圖可將異常的心電活動轉化為可視化的心電波形,為疾病診斷提供線索;心電圖更是確診心律失常的主要方法[3]。不同類型的IA可以出現多種心律失常,如房顫、室速等;另外,多種IA的體表心電圖呈現出特定模式。所以,盡可能詳盡了解不同類型IA的體表心電圖線索有助于早期診斷。

1 遺傳性離子通道病的體表心電圖特征

1.1 Brugada綜合征的心電圖特征

BrS可以增加快速性室性心律失常和心臟性猝死的發生風險[4]。在沒有嚴重結構性心臟病的個體中,BrS心電圖表現為特定的異常心電圖模式[5]。BrS典型心電圖表現為右胸導聯的類右束支阻滯圖形伴ST段抬高,即Brugada波。根據ST段的不同形態可將BrS的心電圖模式分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種亞型,但只有Ⅰ型對BrS的診斷意義較大,其他兩種均不能作為BrS的診斷依據[6]。Ⅰ型又稱“穹窿型”,心電圖表現為≥1個位于第2、3或4肋間的右胸導聯(V1—V3)ST段下斜型抬高≥2 mm,伴T波倒置;Ⅱ型又稱“馬鞍型”,心電圖表現為右胸導聯ST段抬高≥2 mm或下斜型抬高≥1 mm,T波正向或雙峰;Ⅲ型又稱“低馬鞍型”,心電圖表現為右胸導聯ST段“馬鞍型”或“穹窿形”抬高≤1 mm,或兩者兼有[7](圖1[8])。對于可疑BrS或非Ⅰ型心電圖模式者,可使用鈉離子通道阻滯劑(如阿義嗎啉、氟卡尼)行藥物激發試驗,以誘發“穹窿樣”心電圖波形,有助于診斷典型BrS[9]。

圖1 Brugada綜合征的心電圖模式

研究表明,任何可引起動作電位1相末外向離子流增加及內向離子流減少的因素,均可誘發獲得性Brugada波[4]。體溫過高可以導致Brugada樣ST段抬高,甚至誘發心室顫動(簡稱室顫),DUMAINE等[10]的研究提示T1620錯義突變的鈉通道在高溫條件下失活,可導致INa減弱,從而誘發獲得性Brugada波。而低體溫能誘發或加重J波,也可伴Brugada樣ST段抬高,其離子機制可能與心肌細胞ICa減小,進而導致Ito增大有關[11]。另外,有多種藥物同樣可誘發獲得性Brugada波,如ⅠC類抗心律失常藥、過量的β受體阻滯劑、鈣離子通道阻滯劑、抗心絞痛藥物、精神類藥物等[12];電解質紊亂(如高鉀血癥、高鈣血癥),以及多種疾病(如急性肺栓塞、急性心包炎、縱隔腫瘤等)均可誘發獲得性Brugada波[13]。

1.2 長QT綜合征的心電圖特征

LQTS是一種心室復極時程延長、不均一性增加,且伴有臨床反復發作暈厥、抽搐,甚至猝死的心臟疾病。LQTS的發病機制是基因突變導致參與動作電位的離子通道功能異常,進而干擾正常的離子平衡,引發心臟產生病理性電活動[14]。

LQTS的主要臨床表現為心電圖異常和心律失常事件。心電圖異常以QT間期延長、T波和(或)U波異常為主,以易發生尖端扭轉型室速和室顫為特征[15],其中,以QT間期延長最具特征性。為排除心率對QT間期的影響,臨床采用Bazett公式[16]計算按心率校正的QT間期(QTc),其正常值為350～440 ms[17]。目前認為,QTc≥470 ms(男性)或≥480 ms(女性)為QT間期延長;而無論男女,QTc>500 ms都屬QT間期明顯延長[18]。對部分QT間期正常的LQTS患者,可通過激發試驗(如仰臥-立位試驗)和QTc監測加以識別[19]。

LQTS心電圖異常中T-U波形態的不斷變化反映了心室復極的不同步性或不均一性。T-U波形態異常通常包括T波低平、雙向,U波增大、T-U波融合、T波電交替等[20-21]。不同基因型的LQTS患者具有不同的心電圖特征[22]:LQT1患者心電圖表現為單個寬大T波,T波上升支及下降支均較光滑;T波切跡是LQT2患者的典型心電圖表現;LQT3的心電圖上ST段平直或呈斜型延長,T波晚發且尖銳[23]。

1.3 短QT綜合征的心電圖特征

SQTS是一種以心電圖QT間期異常縮短并伴有惡性心律失常為特征的遺傳性心臟疾病,心電圖表現多樣;當青年患者以房顫為首發癥狀時,應考慮SQTS的可能[24]。SQTS最顯著的心電圖表現是QT間期縮短,歐洲心臟病學會(ESC)建議,QTc≤340 ms時即可診斷QT間期縮短;如QTc≤360 ms且滿足以下至少一項條件,即可考慮為SQTS:①有SQTS家族史;②存在致病基因突變;③有年齡<40歲猝死的家族史;④發生于無心臟病的室速或室顫幸存者[25]。

除QT間期縮短以外,SQTS心電圖還可表現為PQ段壓低(≥0.05 mV),此現象在Ⅱ導聯最為常見,V3、aVF導聯次之[26]。T波高尖是SQTS心電圖的另一常見特征[27],可表現為緊隨QRS波之后呈負正雙相的T波,ST段變短甚至消失[28](圖2[29])。此外,SQTS心電圖中還可見早復極現象[30],以及Tp-Te延長、QRS波時限縮短、QRS波切跡、JTp(J點到T波頂點的時限)縮短、Tp-Te/QT值增大、QT離散度增加等現象[31]。

圖2 短QT綜合征患者的典型心電圖

2 遺傳性結構性心臟病的體表心電圖特征

2.1 致心律失常性右室心肌病的心電圖特征

ARVC是一種主要累及右心室的心肌疾病,其病理特點是正常心肌組織被脂肪組織和(或)纖維組織替代,并隨病情的進展侵犯整個右心室,甚至累及左心室,最終造成心功能不全。ARVC的臨床表現為心律失常、心力衰竭甚至猝死[32]。

ARVC患者的心電圖異常主要表現為除極異常、復極異常及心律失常,其中除極異常的標志性特征為右胸導聯(V1—V3)QRS波群終末部至T波起始部出現低振幅信號,即epsilon波[33](圖3[34])。另外,ARVC患者的信號平均心電圖還可出現濾波的QRS波時限≥114 ms、低振幅信號時限≥38 ms、QRS波終末40 ms的均方根電壓≤20 μV[35]。

圖3 致心律失常性右室心肌病患者心電圖示epsilon波

右胸導聯的復極異常主要表現為在無完全性右束支阻滯的情況下出現T波倒置[34]。有研究顯示,在>14歲的健康人群中,僅4%的女性和1%的男性中可以觀察到右胸導聯T波倒置,而這種現象在ARVC患者中更常見,因此其在ARVC患者中具有一定的特異性[35]。

心律失常最主要為室性心律失常,通常表現為持續性或非持續性室速,而室速的形態可以反映心律失常的起源。在沒有嚴重的左心室和室間隔結構疾病的情況下,如果室速呈左束支阻滯(left bundle branch block,LBBB)形態,則往往提示室速起源于右心室。而ARVC的主要病變部位在右心室,所以在ARVC患者中可以見到持續性或非持續性LBBB型室速伴電軸向上(Ⅱ、Ⅲ、aVF導聯QRS波群呈負向或不定型,aVL導聯正向)[36]。ARVC心電圖上右胸導聯還可見到局部QRS波群時限延長。有研究顯示,當無完全性右束支阻滯時,終末激動持續時間≥55 ms對ARVC的診斷具有較高的敏感性和特異性[36]。

2.2 肥厚型心肌病的心電圖特征

HCM的主要特征是原因不明的左心室肥厚。而心肌結構異常會導致心電活動異常,繼而表現為心電圖異常[36],主要有Q波、左心高電壓及ST-T異常[37]。

心房結構異常在HCM中是一種常見的結構改變。隨著疾病的進展,心室舒張功能障礙和高充盈壓導致左心房負荷升高,進而導致心房擴大。這種心房結構異常的心電圖表現為P波時限延長(>110 ms)[38],在V1導聯還可出現P波負向加深,Ⅱ導聯出現雙峰P波,且兩峰之間時限>40 ms,第二峰電壓高于第一峰[39]。

由于HCM患者局部心肌纖維化,或室間隔與左心室游離壁不均勻、不對稱性肥厚,因此,QRS波群初始向量發生異常,心電圖表現為對應導聯異常深而窄的Q波[40-41]。另外,由于左心室異常肥厚,HCM患者的心電圖異常還可表現為QRS波群高電壓,即RV5+SV1>3.5 mV(>30歲)[42]。另外,心室肌異常肥厚導致心肌缺血纖維化,出現心肌內電傳導延遲和不均一性增加,從而出現碎裂QRS波[43]。

深倒T波是HCM心電圖的另一標志性特征,通常累及前壁以及側壁導聯,并可伴ST段壓低[44-45]。由于心肌肥厚、纖維化及流出道梗阻等因素的相互作用,還可出現QTc延長(>480 ms)[46-47]。當心室肌肥厚主要累及心尖部時,V2—V4導聯可出現巨大深倒T波;當HCM伴有心尖室壁瘤時,可出現V4—V6導聯ST段抬高等心電圖異常[48-49]。

2.3 擴張型心肌病的心電圖特征

DCM是在無異常容量負荷或合并可導致全心收縮功能障礙的冠脈疾病時,出現左心室或雙心室擴張和收縮功能障礙的疾病,其心電圖改變主要為 心臟擴大所致心肌和電傳導系統受損,以及各種繼發性心律失常的心電圖表現[50]。心肌纖維化在DCM的發生發展中起重要作用[51]。DCM患者心腔擴大以及心肌纖維化可導致心室電傳導延遲、心肌不同步收縮,從而出現寬QRS波群及碎裂QRS波[52]。幾乎所有的DCM患者都合并傳導系統疾病,臨床上可表現為病態竇房結綜合征、多種類型的房室阻滯、室內阻滯和束支阻滯,甚至出現陣發性心臟阻滯和心臟性猝死[53]。

心肌細胞減少或心肌纖維化會導致心前區導聯的QRS波群低電壓,部分患者還可表現為QRS波群高電壓(根據Sokolow-Lyon或Cornell標準)[54]。約1/3的患者心電圖可以出現LBBB或LBBB樣改變,這可能與心肌病對左束支的損傷有關;在無嚴重冠狀動脈狹窄的患者心電圖中,可以觀察到前壁、側壁導聯的Q波。DCM對左心室心肌的損害可導致復極異常,表現為心電圖上胸前導聯的T波倒置及ST段壓低[55]。

DCM患者還會出現多種心律失常,高達40%的患者會出現室性早搏。頻繁的室性早搏會加重心肌收縮功能障礙,加速病情進展;某些特殊類型的DCM早期就可出現復雜的室性心律失常,甚至蛻變為惡性室性心律失常[53]。另外,部分DCM患者可在年齡較小時即出現房顫[55]。

2.4 心肌淀粉樣變的心電圖特征

心肌淀粉樣變(cardiac amyloidosis,CA)是一種異常纖維蛋白沉積于心肌組織[56]而使正常的心臟結構和功能遭到破壞的心肌疾病,主要表現為心律失常和心力衰竭[57]。有研究表明,CA中最常見的心電圖異常是肢體導聯低電壓[58](圖4[59]),還可表現為假性心肌梗死波形,如胸前導聯Q波等。

圖4 心肌淀粉樣變患者肢體導聯低電壓及PR間期延長

聯合應用肢體導聯低電壓與假性心肌梗死波形,診斷CA的特異性和陽性預測值較高[60]。CA患者心電圖低電壓可能與淀粉樣物質沉積于心肌細胞外而導致心室壁增厚有關,并非真正的心肌細胞肥大,因此,即使影像學顯示心肌肥厚,但心電圖電壓并不增高[59]。假性心肌梗死波形的形成,可能與心肌纖維化,或是淀粉樣蛋白沉積于微循環或心肌內小血管而導致管腔狹窄供血不足有關[61-62]。

異常蛋白沉積于心臟內傳導系統會導致電傳導延遲,從而出現心律失常,如房顫、室上性早搏、室性早搏、室速等。張劉燕等[63]研究發現,CA主要影響房室傳導和心室復極過程,對于心房及心室除極過程影響較小,表現為心電圖上PR間期、PR-P時限、QTc、QTc-QRS時限較健康人明顯延長,而P波及QRS波群時限無明顯變化。

3 小結

盡管IA心電圖能夠提供一些診斷線索,但將其用于臨床診斷仍存在一定的局限性。一是IA的心電圖表現特異性較低,易受外在因素影響;僅依據一份或幾份心電圖很難確診,往往需要長期隨訪心電圖變化或其他檢查手段輔助診斷。二是心律失常的發作具有間歇性,捕捉其發作時的心電圖有一定難度。三是即使心電圖表現為某疾病的典型模式,也未必有診斷意義,部分患者發作時無自覺癥狀甚至終身不發作。

隨著人們對IA疾病認識的不斷深入以及疾病檢測手段的不斷完善,該疾病的檢出率也有逐年升高的趨勢。但IA大多起病隱匿且患者預后很差,因此,早發現、早診斷、早治療對患者的生存及預后尤為重要。IA早期通常會出現心電活動異常,通過心電圖記錄和捕捉異常心電線索,以及心電醫師的深入分析,可早期發現疾病并予以干預。隨著醫學技術的不斷發展,心電檢測技術也在向自動化、智能化、普適化的方向發展,使實時連續監測成為可能,再聯合基因檢測等其他方法,可大大提高對IA的檢出能力。