冠状病毒感染对心电图的影响

王玥莹 耿旭红 李艺 刘彤

冠状病毒是一种具有包膜的单股正链RNA病毒，可感染多种哺乳动物及鸟类[1]。部分冠状病毒可感染人类，通常导致呼吸系统疾病。近17年内冠状病毒已引起3种致命的人畜共患病，分别是2002年冬季出现的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)、2012年出现的中东呼吸综合征(middle east respiratory syndrome，MERS)以及2019年12月出现的新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019，COVID-19)，3种冠状病毒分别为SARS-CoV、MERS-CoV以及SARS-CoV-2，均为具有较强传染性的急性呼吸道病毒，冠状病毒已对人类构成重大威胁。

目前爆发的SARS-CoV-2感染导致心脏损伤受到学界广泛关注和追踪研究，已有多个研究证实SARS-CoV-2感染可导致心脏损伤[2-5]。但COVID-19合并心律失常发生情况及预后尚不明确。心电图异常是冠状病毒影响心脏正常电生理活动的重要表现之一，本文结合近期文献报道，将冠状病毒对心电图的影响进行分析汇总，以期为SARS-CoV-2感染者的全面评估提供帮助，预防不良事件的发生从而降低死亡率。

1 动物感染冠状病毒导致心电图改变

已证实家兔感染冠状病毒可导致心肌炎、心力衰竭、扩张型心肌病[6]及多种心电图异常改变[7]。家兔冠状病毒与SARS-CoV、SARS-CoV-2同属冠状病毒科的β冠状病毒，这些心电图异常改变对探究人类感染冠状病毒导致心律失常具有一定的参考价值。

1999年，Alexander等[7]对31只感染了冠状病毒的家兔进行连续心电图观察，出现窦性心动过速(74%)、T波振幅降低(45%)、QTc间期延长(42%)、R波幅度降低(16%)、二度Ⅱ型房室传导阻滞(13%)、室性早搏(10%)、电交替(10%)、右束支传导阻滞(7%)、室上性早搏(7%)以及一度房室传导阻滞(3%)等多种心电图改变。此外，感染急性期死亡的家兔，通常是在无明显心力衰竭的情况下猝死，心脏病理检查发现房室结有水肿，心肌细胞出现局灶性坏死及间质水肿现象。而幸存家兔除心脏组织间隙散在淋巴细胞浸润外无明显异常[7]。家兔感染冠状病毒后的房室传导阻滞、室性早搏、QTc间期延长及猝死很可能与心肌细胞变性坏死以及传导系统单核细胞浸润有关。

2 SARS-CoV感染对心电图的影响

SARS流行期间，国内外的报道观察到SARS患者可出现多种心电图异常改变。最常见的心电图异常改变为窦性心动过速(约71.9%～75.7%)[8-9]，中位持续时间约12.7 d[8]，高值心率150～167次/min[8-9]，7.2%的患者出院前(或临终前)仍有窦性心动过速[10]。另有报道38.8%的SARS患者在出院后随访期内仍存在窦性心动过速[8]。这说明SARS-CoV所致心电图异常改变需要很长时间才能恢复。其次是ST-T异常改变(6.4%～13.5%)[9-10]、窦性心动过缓(1.6%～14.9%)[8-10]、QTc间期延长(8.1%)[9]、一度房室传导阻滞(6.4)[10]、二度Ⅱ型房室传导阻滞(2.7%)[9]、房性早搏(1.6%)[10]、室性早搏(0.8%)[10]、心房颤动(0.8%)[8]。另有研究分析SARS患者发生心脏骤停的心电图特点，心脏骤停前可见急性广泛前壁心肌缺血、多个导联ST-T异常改变、加速性交界性心律、交界性心律、完全性右束支传导阻滞等多种心电图异常改变[11]。可见，人类发生冠状病毒感染也可能导致多种心电图异常改变，提示预后不良。合并窦性心动过速(36.8%vs. 17.7%)及ST-T异常改变(47.4%vs. 16.9%)的重症SARS患者死亡率明显增高[12]。

3 SARS-CoV-2感染对心电图的影响

虽然SARS-CoV-2与SARS-CoV的基因特征存在明显差异，但已证实SARS-CoV-2可导致包括心脏在内的多器官功能损害。无论是COVID-19轻症患者还是重症患者，其心肌坏死标志物均有不同程度升高，重症者心脏损伤风险更高，约为22.2%～31%，轻症者约2%～4%，死亡患者发生心脏损伤风险较幸存者高，约为28%～88.9%[13]。然而，仅通过心肌损伤标志物评估COVID-19患者心脏不良事件风险并不完整，心电图是反映心电生理活动的重要方法。

据报道，7.3%(10/137)的COVID-19患者以心悸为首发症状[14]，平均心率为88次/min[15-16]。另一项研究显示重症监护室(intensive care unit，ICU)治疗患者心率[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]。从这个资料看，COVID-19患者心率普遍偏快，重症患者更明显。另据研究报道17.6%(3/17)的COVID-19患者出现心动过速(重症患者1例，危重患者2例)，且与体温升高不相称(危重患者与轻、中、重症患者体温无明显差异)；与轻、中症患者相比，重症、危重症患者心率明显增快(P<0.01)，重症与危重症患者心率无明显差异；此外，2例危重症患者发生房颤，房颤发作时最大心率分别达到123次/min和160次/min，其中1例82岁男性患者既往有持续性房颤病史，另外1例65岁男性患者无房颤或其他心脏疾病史，2例患者最终死亡[17]。COVID-19患者心动过速不完全是发热所致，不能因普遍发热而忽视心动过速，重症及危重症患者心动过速发生风险更高，提示预后不良。SARS-CoV-2感染除了使原有心肌病变及传导障碍加重而诱发心律失常事件，对于既往无心脏病史患者也可能在多种机制作用下诱发心电生理异常。

Wang等[3]率先报道16.7%(23/138)的COVID-19患者存在心律失常，甚至与出现急性呼吸窘迫患者比例(19.6%)相近，而且ICU患者心律失常发生率明显高于普通病房患者(44.4%vs. 6.9%，P<0.001)。心律失常是COVID-19患者住院期间的主要并发症之一，合并心律失常患者绝对数量不容忽视。我们的研究显示74.2%(69/93)的COVID-19患者出现心电图异常改变，最常见为ST-T异常改变(40.9%)，其中5例为急性心肌梗死所致ST段抬高；30.1%(28/93)存在心律失常：包括一度房室传导阻滞(2.2%)、二度Ⅰ型房室传导阻滞(1.1%)、三度房室传导阻滞(1.1%)、室内传导阻滞(7.5%)等，房室/室内传导阻滞发生比例(11.9%)甚至超过窦性心动过速(7.5%)、窦性心动过缓(7.5%)、房性心律失常(6.5%)和室性早搏(4.3%)。上述结果提示，应高度重视COVID-19患者发生房室传导阻滞和室内传导阻滞的风险[18]。与非ICU患者相比，ICU患者心电图异常Q波比例更高(33.3%vs3.9%，P=0.006)，表明重症病例心肌坏死、顿抑较普通病例更为严重[18]。此外，有一定比例患者心电图出现QTc间期延长(12.9%)[18]。SARS-CoV-2和SARS-CoV类似，都可引起多种心电图异常改变，这与病毒直接或间接导致的心脏损伤有关，但不同的是SARS-CoV-2感染引发心动过速比例低于SARS-CoV，而更多导致房室/室内传导阻滞、QTc间期延长，从而诱发恶性心律失常风险可能更高，临床应予高度重视。目前COVID-19患者心电图资料有限，不同作者研究统计的心律失常发生情况存在差异，可能由于对心律失常的纳入范围不同，还受限于入选人群特征、样本量、地域等，而且还缺乏连续心电图监测数据，单次心电图评估并不全面，应加强监测心电图，明确心律失常的类型。

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]。我们的研究显示5.4%(5/93)的COVID-19患者发生急性心肌梗死[18]。目前对COVID-19重症患者的认识不应局限于急性呼吸窘迫及感染性休克等并发症，对心脏危重症也应予以重视。

部分危重COVID-19患者病程中若出现类似爆发性心肌炎病理生理改变，或传导阻滞、QTc间期明显延长及室性心律失常等心电图异常改变，提示预后不良。建议临床医生结合心肌损伤标志物与心电图改变对心脏进行综合评估，警惕由此引发危及生命的电风暴。

4 冠状病毒感染对心电图影响的可能机制

感染冠状病毒后的心电图异常改变可能有多种原因。病毒导致心肌和传导系统损害是心律失常发生的重要原因。COVID-19患者首例心脏病理检查可见心脏组织间隙中单核细胞浸润，虽未见明显实质性损害[20]，但不能排除SARS-CoV-2也可引发类似家兔冠状病毒所导致的心肌细胞局灶性坏死及间质水肿。标准组织病理学检查中看似微不足道的局灶性心肌或传导系统损害是与猝死相关心脏损害的关键证据。

重症COVID-19患者体内多种炎症因子升高，提示细胞因子风暴可能与病情严重程度有关[21-22]，一方面炎症因子可促进血栓形成和心肌梗死发生[23-24]，另一方面炎性级联反应也可直接导致心肌损伤，进而引起心电图异常改变。虽然COVID-19患者心率升高与体温不成比例，但缺氧可引起心电生理不稳定，诱发心律失常(如室性心动过速及心室颤动等)而致心脏骤停，已有研究也证实COVID-19患者心率升高可能与血氧饱和度降低有关[17]。电解质和酸碱平衡紊乱、肝肾损伤引起的毒性物质蓄积和内毒素血症也可造成心电生理异常。除此之外，不能排除其他特殊原因所致，甚至有报道SARS患者的纵隔气肿可能引起与急性冠状动脉综合征相似的胸痛症状以及胸前导联T波倒置[25]，COVID-19患者是否出现类似情况尚不可知。

药物相关性心律失常也可能存在。抗病毒药物利巴韦林可用于治疗COVID-19[26]，但可能会引起心动过缓(OR=2.3，99%CI=1.0～5.1，P=0.007)及低镁血症(OR=21，99%CI=5.8～73，P<0.000 1)等不良反应[27]。低镁可导致快速型心律失常，甚至发生致命性心室颤动。糖皮质激素作为抑制细胞因子风暴、促进渗出性病变吸收的短期用药，也可能诱发心律失常。磷酸氯喹可用于治疗COVID-19[26]，但可引起窦房结抑制，导致心律失常、休克，严重时可发生阿斯综合征导致死亡[28]。重症患者处于休克状态，儿茶酚胺过度释放，可导致心电生理不稳定。冠状病毒感染者心电图异常改变可能是多种损伤因素综合作用的结果，其真正原因及发生的机制尚需更进一步的研究。

5 治疗与展望

在临床实践中，需要高度重视感染冠状病毒的重症病例，这类患者病情发生及进展均较快，治疗难度较大，死亡率较高。鉴于冠状病毒感染可引发多种心电图异常改变，必须高度重视冠状病毒相关心脏损伤及心律失常的发生。对于重症及危重症COVID-19患者，应严密监测心功能和心电图，对具有心脏损伤相关特征的患者进行及时干预。同时，要注意对心血管急危重症与危重症型COVID-19导致的呼吸困难、血氧饱和度降低以及休克进行鉴别诊断[29]。专家建议对COVID-19患者应重点关注以下指标：以R波为主的2个或2个以上主要导联(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVF、V4、V5、V6)的ST-T异常改变；新近发现的窦房、房室传导阻滞，完全性右或左束支传导阻滞、窦性停搏；成联律、成对、多形性或多源性室性早搏；异位性心动过速；心房扑动/心房颤动、QRS波低电压、异常Q波、心电图QRS波增宽(QRS波时限>120 ms)，必要时行连续心电监护[30]。还应密切关注患者是否出现与疾病状态不匹配的阵发性心动过速或脉搏增快[31]，床旁备用临时起搏和除颤仪，早期识别高危心电图和心律失常，并给予及时干预。