新冠肺炎引起心肌损伤的机制及其治疗探讨
2021-12-01
浙江中医药大学 杭州 310053
2019年12月以来,中国武汉及全球多个不同国家发生了新型冠状肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)疫情。研究发现,新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)是一种传染性囊膜RNA病毒,可直接引起严重的呼吸道、消化道、肝脏、神经及心血管系统疾病,其基因组与严重急性呼吸综合征病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)核苷酸序列同源高达86.9%[1]。截至2020年8月17日24时,据国家卫生健康委员会的报告,国内累计报告确诊病例84 871例,现有确诊病例595例(其中重症病例27例),累计治愈出院病例79 642例,累计死亡病例4 634例[2]。截至2020年8月17日24时,浙江省现有确诊病例8例,累计确诊COVID-19患者1 275例(包括境外输入病例56例),出院1 268例,死亡1例,治愈率为99.45%[3]。目前COVID-19缺乏特效药物,现有抗病毒西药均缺乏足够的循证证据支持。已有文献表明,COVID-19会引起全身多器官功能的异常,其中常见的有心脏并发症如心肌炎等,病情严重者会出现急性心肌损伤,辅助检查表现为高敏肌钙蛋白(hypersensitive troponin T,hs-TnT)升高等[4-6],但其具体机制未明,尚缺少针对性治疗。本文通过临床观察、文献研究和病案分析,深入探讨COVID-19引起心肌损伤的机制及中医治疗方法,以期进一步夯实中西医结合治疗COVID-19的理论基础。
1 COVID-19引起心肌损伤的西医机制
《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第八版)》中指出,COVID-19患者可能会出现多器官的病理改变,部分心肌细胞可见变性、坏死、间质充血或水肿,以及免疫细胞的炎性浸润;同时全身的小血管可见内膜炎症、内皮细胞脱落、血管内混合血栓形成,甚则血管栓塞,从而发生梗死[7]。既往分析显示,严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)患者合并其他心脑血管系统疾病的比例达17%,而其中转为重症SARS的患者发生心脑血管意外的概率是普通患者的1.819倍[8]。此外,COVID-19患者超声心动图也发现左心室异常包括收缩功能障碍、心肌梗死、心肌炎,以及右心室异常如收缩功能障碍、肺动脉高压或者心脏填塞等[9]。
研究发现,COVID-19并发心血管疾病的患者体内的血管紧张素转换酶Ⅱ(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)水平升高,其中高血压患者还表现出较高的ACE2活性[10]。ACE2是肾素-血管紧张素系统(renin angiotensin system,RAS)的主要组成成分之一,是COVID-19的主要受体[11]。ACE2主要在肺(尤其是Ⅱ型肺泡细胞)中表达,但其在心脏、胃肠道、肾以及大脑中也呈高表达。ACE2作为维持体内环境相对稳定的RAS系统的负调节剂,能够防止RAS系统的过度激活,避免高血压、动脉粥样硬化以及心力衰竭的发生,从而保护心血管系统[12]。此外,ACE2也可将部分血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)转化为Ang1-9或Ang1-7,其中Ang1-7具有调控血压、防止动脉粥样硬化形成以及改善心功能缺血等重要作用[13]。
新冠病毒在跨膜蛋白酶丝氨酸2(transmembrane protease serine 2,TMPRSS2)的辅助下,利用受体ACE2进行内化,而病毒诱导的ACE2下调可能导致抗炎作用减弱,AngⅡ活性增强[14];同时还可引起淋巴细胞(CD4+和CD8+T细胞)减少,导致免疫反应失衡,病毒清除延迟,巨噬细胞和中性粒细胞过度激活,持续的免疫反应可导致类噬血细胞综合征,细胞因子产生急剧增多,导致患者发生多器官衰竭和死亡[15]。可见患者在感染新冠病毒的同时,由于自身免疫系统的紊乱,局部及全身炎性因子的浸润,心血管疾病的发生率明显增高。
据目前分析,COVID-19对于心血管系统的影响,除了直接造成心血管系统的损伤外,还可能伴随发热、血氧饱和度下降、炎症因子浸润或严重休克等,间接对心脑血管系统造成影响[16]。ACE2在心血管系统中发挥着重要的保护作用,能够平衡RAS系统,并可通过免疫调节,抑制炎性反应、抑制平滑肌细胞增殖等。新冠病毒通过s蛋白与ACE2结合而直接感染细胞,影响ACE2途径,使ACE2调节RAS系统的作用减弱,导致RAS过度激活,造成心血管损伤,于是部分COVID-19患者亦会出现心肌损伤、肌钙蛋白或心肌酶谱的异常。
2 COVID-19引起心肌损伤的中医病机
中医认为,寒疫是因感受阴寒疫毒之气或非时暴寒所形成的急性传染性疾病,包括寒湿疫、寒燥疫等。武汉自2019年11月中下旬后,长时间气候温燥,骤遇冷空气,转为暴寒。2020年1月中下旬气候干燥,降雨次数增多,气温低且湿度大,阴寒湿冷,加之感受疫毒之气,其符合寒湿疫[17],故COVID-19在中医上属“寒湿疫”,病位在肺脾。
由于外感六淫之邪自皮毛或口鼻而入,肺与皮毛相合,故感邪多从肺脏而发。COVID-19初期大多患者症状表现为发热、咳嗽、乏力,严重者可能同时出现呼吸困难,肺部电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)影像学表现为明显的磨玻璃影(100%)和实变(63%)[18]。外湿内犯,最易困脾,脾疏布清阳水谷之气以充养四肢,故COVID-19的主要症状除发热外,四肢乏力也是其重要的症状之一,为肺病而脾虚不能使中气充养所致。
2.1 疫毒犯肺,逆传心包,温家明析 温病学派观点对认识COVID-19有所借鉴。王孟英[19]在《温热经纬·三时伏气外感篇》中提到:“此手太阴气分之先为病,失治则入手厥阴心包络,血分亦伤……肺病失治,逆传心包络,人多不知。”而吴鞠通[20]在《温病条辨》有云:“温病由口鼻而入,鼻气通于肺,肺病逆传,则为心包。”
心肺同位上焦,心主血脉,肺朝百脉,心主血属营,肺主气属卫,两者生理位置相近,病理功能相互影响。根据人体五行生克,心属火,肺属金,火克金,而病邪则由肺反传至心,为“逆传”。卫、气、肺、皮毛皆属其表,营、血、心包均为里,温邪致病后,邪气入侵,由表及里。由此可以推得,只要六淫邪气深入,无论在营、在血,皆传于心包,即所谓“逆传心包”。且凡“传”皆认为是“逆”[21],邪出而愈为顺,邪不解而传变为逆,若病邪逆传心包,则提示患者病情危重,出现心慌烦躁等症。
2.2 脾虚湿困,肺脏受损,渐伤于心 COVID-19属于“寒湿疫”,寒湿困脾,脾气受损,脾运化水湿功能失常,脾虚湿困加重,出现腹痛腹泻、倦怠乏力、纳呆肢重。脾为气血生化之源,心主血脉,根据五行生克规律,脾属土,心属火,火生土,两者为子母关系,子病及母,脾虚湿困则导致心脉受损,出现心慌心悸的症状。疫毒入侵,脾虚湿困,母病及子,肺脏受损,疫邪鸱张,金气过盛,反侮心火,心气受损。
脾为后天之本,气血生化之源,脾气虚则正虚,脾土足则正气足,正气足方能抗邪。脾气虚则易感邪,肺气虚损,脾肺两虚则中气运化虚弱无力,水湿之气凝聚,加上人体感受寒湿疫毒之邪气,进一步损伤脾土和肺金,正气衰,元气散,不能驱邪外出,导致邪毒传播病变的速度加快,湿毒郁肺,心气受损,最终导致心肌损伤发生。
3 审症求因参机变,培元宣化解毒法
COVID-19属“寒湿疫”,素体脾肺两虚者,脾虚不能运化,肺虚易受外邪侵袭,当疫毒邪气侵犯人体,则患者正虚无以抗邪,脾虚不能运化水湿,则腹痛腹泻、舌苔厚腻;疫毒闭肺,肺失宣降则导致患者出现鼻塞流涕、乏力、干咳、呼吸困难等症状;湿毒化热导致患者出现发热,肺部CT也提示有炎性病变;脾虚湿困,肺脏受损,逆传心包,则导致心肌损伤,患者出现心悸烦躁,实验室检查亦可提示心肌酶谱异常。
基于患者的临床表现及辅助检查,本团队提出培元宣化解毒法:培元即培土生金,宣化解毒即宣肺疏风、化湿解毒。培元可使脾胃后天之本得以运化水谷,使气血充实,改善患者乏力、腹痛腹泻之症。《素问·经脉别论篇》中说道:“饮入于胃,游溢精气,上输于脾,脾气散精,上归于肺,通调水道。”精气上输补益脾肺,有助于恢复肺之宣发肃降的功能,便可疏散外邪;同时肺可通调水道,脾又可运化水液代谢,故通过培土生金又可健脾益肺化湿,使湿去热孤,有利于患者体温下降。通过宣肺疏风来宣发肺气,肺气宣降则患者呼吸调畅,能够祛散外邪;通过化湿解毒,祛除体内水液停留,则使经络脏腑通畅,可排出疫毒之邪;而脾肺充实,疫毒减轻,逆传心包之症能够得以纠正,心慌烦躁得以改善。
此外,培元、宣化、解毒三者并非孤立,而是如环无端,层层递进,丝丝入扣。因为通过化湿解毒后,逆传心包之症较前改善,脾肺受疫毒之邪的损害也较前减轻,脾土更能生肺金,肺气充实则更能够疏风;脾肺充实则又更能化湿解毒,使心气得以充实,正气则更能抗邪,有利于病退而愈。因此,针对脾肺两虚型的COVID-19患者,笔者提出培元宣化解毒的治疗方法,具体方药如下:党参9g,淮山药9g,金银花12g,苍术9g,茯苓9g,虎杖15g,生麻黄9g,生姜9g,杏仁9g,厚朴9g,炙甘草6g。此方在收集和总结本校附属杭州市西溪医院(杭州市COVID-19定点收治医院)各例COVID-19患者资料的基础上,通过系统辨证组成,配伍灵活合理,用药缜密。方中党参、山药健脾补中益气,苍术、茯苓、厚朴健脾祛风化湿,虎杖、金银花清热解毒,杏仁、麻黄、生姜宣肺化痰、止咳平喘,甘草调和诸药。药理学研究显示虎杖、金银花、苍术等多种药物可有效抑制疱疹病毒、流感病毒、SARS CoV、呼吸道合胞病毒等多种病毒的扩增[22-24]。在心血管疾病治疗方面,党参可提高心梗后心肌复极的速度,改善心功能[25];山药能够有效保护缺血再灌注心肌[26];金银花提取物可有效对抗心肌损伤,改善患者的心血管功能[27];茯苓具有宁心作用,可有效增强心肌收缩,改善心肌舒张,增加心血容量[28];厚朴通过抗氧化防止心肌损伤,提高心肌细胞能量供应,抑制心血管炎症反应,对于心肌缺血患者具有一定保护作用[29]。
4 病案分析
患者方某,男,56岁,2020年2月3日初诊。患者因“腹痛腹泻2d,发热1d”入院。患者主要症状为腹痛2d,反复稀便,无恶心呕吐、胸闷心悸,伴纳寐欠安,当时体温37.5℃,咽拭子新冠病毒核酸检测(-)。2月5日第2次新冠病毒核酸检测(+)。既往有高血压史5年,最高血压190/105mmHg,口服非洛地平缓释片(波依定)10mg,1次/d。2020年2月5日辅助检查示:谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)246U·L-1(参考值为0~40U·L-1),谷草转氨酶(aspartate transaminase,AST)97U·L-1(参考值为0~40U·L-1),C反应蛋白(C reaction protein,CRP)46mg·L-1(参考值为≤10mg·L-1),hs-TnT 0.039ng·mL-1(参考值为0ng·mL-1),B型脑利钠肽前体(brain natriuretic peptide,BNP)481pg·mL-1(参考值为0~125pg·mL-1),重组人干扰素α2b针500万U氧雾化吸入状态下氧分压(partial pressure of oxygen,PaO2)151.0mmHg(海平面呼吸空气状态下参考值为75~100mmHg,1 mmHg=0.133kpa),二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)46mmHg (海平面呼吸空气状态下参考值为35~45mmHg),氧饱和度(oxygen saturation,SaO2)99.2%(参考值为95%~98%),白细胞(white blood cell,WBC)计数10.08×109/L(参考值为3.5~9.5×109/L),中性粒细胞(neutrophil,NEUT)8.32×109/L(参考值为2~7×109/L),肌酸激酶(creatine kinase,CK)71U·L-1(参考值为25~200U·L-1),肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme-MB,CK-MB)10U·L-1(参考值为0~20U·L-1)。2020年2月6日肺部CT示:右肺下叶结节,右肺下叶少许纤维灶。西医诊断:1.COVID-19(普通型),2.高血压3级(高危);中医诊断:寒湿疫(脾肺气虚证)。西医以西药洛匹那韦利托那韦片(克力芝)400mg口服,1次/12h;盐酸阿比多尔颗粒2片,3次/d;灭菌注射用水2mL+重组人干扰素α2b针 (凯因益生针)500万U氧雾化吸入,3次/d抗病毒治疗。中医治以培土生金、宁心宣肺、化湿解毒法,方药:党参9g,淮山药9g,金银花12g,苍术9g,茯苓9g,虎杖15g,生麻黄9g,生姜9g,杏仁9g,厚朴9g,炙甘草6g。共7剂,每日1剂,水煎成400mL,早晚分服。
2020年2月12日二诊。患者病情稍有好转,2020年2月10日肺部CT:右肺下叶结节,右肺下叶少许纤维灶,与前片(2020年2月6日)大致相仿。2020年2月12日ALT 136U·L-1,AST 56U·L-1,CRP 10mg·L-1,hs-TnT 0.025ng·mL-1,CK 71U·L-1,CK-MB 10U·L-1,WBC 7.36×109/L,NEUT 5.30×109/L,氧雾化吸入状态下PaO282.1mmHg、PaCO245.7mmHg、SaO296.6%。继续予以西药治疗,培元宣化解毒法化裁续进。
2020年2月19日三诊。患者病情明显好转,无咳嗽咳痰,无发热,无腹痛腹泻,无胸闷心悸等。2020年2月17日下午14:00大便采样送检杭州市西湖区疾控中心,提示新冠病毒核酸检测(-)。肺部CT:两肺下叶少许炎性纤维灶,两侧胸腔及少量积液,较前片部分稍有吸收;右肺下叶结节。2020年2月18日21:30鼻咽拭子送检西湖区疾控中心,提示新冠病毒核酸检测(-)。2020年2月19日复查:ALT 117U·L-1,AST 48U·L-1,CRP<1mg·L-1,hs-TnT 0.018ng·mL-1,肌钙蛋白I(troponin I,TnI)0.04ng·mL-1(参考值为<0.02 ng·mL-1),降钙素原(procalcitonin,PCT)0.080ng·mL-1(参考值为<0.050ng·mL-1),WBC 7.24×109/L,NEUT 5.66×109/L,氧雾化吸入状态下PaO285.7mmHg、PaCO244.5mmHg、SaO297%。患者各项检测指标较前好转,肺部炎症有所吸收。
按:患者因“腹痛腹泻2d,发热1d”入院,舌质红苔黄腻,脉濡,辨为寒湿疫(脾肺气虚证)。患者素体脾肺两虚,脾虚不能运化,故见腹痛腹泻;肺失宣降,则肺部CT见右肺下叶少许纤维灶,又感疫毒之邪,正虚无以抗邪,故发为本病;邪气逆转心包,可见hs-TnT升高。hs-TnT和TnI都可作为诊断心肌损伤的参考,其中hs-TnT是近年来临床最常用的高敏感性心肌损伤标志物[30]。当hs-TnT升高超过正常值,即提示心肌损伤,且hs-TnT具有高敏性和高特异性,能够有效地鉴别心肌损伤和心肌梗死[31]。此外,患者AST升高,AST的异常增高也可见于心血管疾病,如心肌梗死、心肌炎、心衰等,故进一步证实该患者存在心肌损伤。治以培土生金、宁心宣肺、化湿解毒,方中党参补益脾肺,淮山药、苍术健脾化湿,茯苓宁心,金银花清热解毒,虎杖解毒化瘀,生麻黄解表散邪,生姜温中和胃,杏仁、厚朴利肺气下行,炙甘草调和诸药。研究证实,党参、山药、金银花、茯苓、厚朴均有保护心肌、修复心肌损伤的作用[25-29],故此患者使用本方后病情好转,影像学显示肺部炎症有所吸收,hs-TnT、AST、CRP水平有所下降,提示使用培元宣化解毒法治疗COVID-19肺脾气虚证确实起到了良好效果,并能有效顾护心肌,减少心肌损伤。
5 结语
COVID-19引起心肌损伤的西医机制在于新冠病毒通过s蛋白与ACE2结合,从而感染细胞,并在TMPRSS2的辅助下,利用ACE2进行内化,抑制受体抗炎作用;同时使AngⅡ活性增强,导致免疫失衡。除了肺脏,ACE2在心血管中也呈高表达,可将AngⅡ转化为具有保护心血管系统功能的Ang1-7,从而改善心肌损伤。当新冠病毒感染后,ACE2途径被破坏,调节体内抗RAS系统作用减弱,AngⅡ过度激活,导致心血管系统损伤。从中医角度分析,COVID-19属“寒湿疫”,病位在肺脾,素体脾虚湿盛,加之疫毒入侵,首先犯肺,损伤肺金,反侮心火,逆传心包,心气受损,出现心慌烦躁等。结合临床观察与理论分析,研究组提出培土生金、宣肺疏风、化湿解毒的治疗方法,即“培元宣化解毒法”,目的是通过补益脾胃,使水谷得以运化,气血充盈,宣肺健脾以通调水道,化湿解毒以排出疫毒之邪,使脾肺充实,疫毒减轻,顾护正气,防止病邪逆传心包,从而保护心肌。