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与COVID-19相关的心律失常:综述及管理考虑

 yxg2516 2023-01-18 发布于山东

研究背景

距首次报道新型冠状病毒感染已过去三年。尽管主要累及呼吸系统,但很快发现COVID-19也会累及心血管系统。多数病人在无心血管基础病的基础上出现心肌损伤。累及心肌与COVID-19预后相关,在部分研究中有高达60%的死亡率。在德国的一项研究发现无论COVID病情轻重,60%的患者在感染恢复2-3月后,还可以在心脏核磁中见到炎症改变。目前为止据报道的心脏受累的表现如下:心肌炎,急性冠脉综合征,右室功能不全,ST段抬高,应激性心肌病,心律失常。有些心律失常对患者是有害,甚至致命的。所以在急诊中了解COVID-19相关的不同种类心律失常以及如何管理非常重要。

研究方法

此文在PubMed及Google学术的数据库中以关键词COVID或SARS-CoV-2或coronavirus和arrhythmia或 dysrhythmias或cardiac manifestations或myocarditis进行搜索。初始总共搜索出220篇文章,绝大多数为病案报道。所有相关文章均评价,重点关注与急诊医学相关的。总共59篇纳入这篇综述中。

讨论

病理生理学机制

COVID-19相关的心律失常既可能与病毒直接影响心脏有关,也可能由于影响了其它脏器最后影响了心脏或心脏传导系统,导致心律失常。19.7-27.8%的COVID-19患者存在心肌肌钙蛋白升高,确认存在心肌损伤。当心肌损伤存在时,发生心律失常的机率大幅度增加(在无心肌损伤患者中为1.5%,存在心肌损伤的患者中为17.3%)。SARS-CoV-2为单链RNA病毒,其外模上的刺突蛋白与血管紧张素转化酶2(ACE2)受体具有高度的结合亲和力,导致受体介导的内吞作用。ACE2受体在许多组织中均有表达,如心脏、肺脏、肝脏、肾脏、肠道、免疫细胞中。当SARS-CoV-2结合ACE2受体,会使受体表达的下调,导致血管紧张素Ⅱ的堆积。血管紧张素Ⅱ具有促进炎症反应,血管收缩,促进纤维化的作用,可促进心律失常的发生。

SARS-CoV-2可通过ACE2受体入侵心肌细胞。一旦进入细胞,病毒通过细胞内的机制进行自我复制,而新的病毒通过胞外分泌释放,破坏宿主细胞的过程中同时潜在地触发免疫应答。不仅如此,由于ACE2受体的下调导致的血管紧张素II的堆积,促进了心脏的炎症反应,通过对血管紧张素Ⅱ的1型受体作用导致心脏重构。理论上,病毒直接损伤以及后续免疫应答在造成心肌损伤和心肌炎过程中起到了重要的作用。

心肌炎是COVID-19患者中最有可能导致心肌损伤的原因,并且观察到在7.2%-27.8%的患者中存在。在心肌炎的急性期导致心律失常的可能原因包括:直接的细胞损伤导致电荷失平衡;细胞缝隙连接蛋白功能失调;离子通道受损;炎症性离子通道病。心肌炎是导致室性心律失常发展的主要原因。在心肌炎的假愈期,炎症后的瘢痕改变可导致折返性心律失常。在这些患者中使用糖皮质激素可改善预后。心肌缺血是心律失常的另一个机制。1型心梗、2型心梗导致的心律失常在COVID-19患者中都有报道。右心负荷过重(由肺栓塞、继发于急性呼吸窘迫综合征的肺动脉高压、败血症、心衰导致)可使患者出现房性心动过速以及心脏传导阻滞。

COVID-19常导致急性呼吸衰竭引起低氧血症。这会导致心肌细胞供氧和需氧不平衡,导致2型心梗。其它COVID-19患者的因素也会导致患者更容易出现2型心梗,如:冠状动脉固定狭窄;冠状动脉内皮功能失调;血管紧张素II的堆积引起血管收缩的高血压。低氧血症会引起无氧酵解,导致细胞内pH值降低使细胞内钙离子水平升高,改变心肌细胞的动作电位。低氧血症同时增加细胞外钾离子的水平,降低除极的阈值,缩短动作电位导致心律失常。

对SARS-CoV-2的免疫应答以及细胞因子风暴是同时累及多器官的必要机制。心肌炎的发生既可以由炎症细胞因子和巨噬细胞的迁移导致,也可以由细胞介导的细胞毒作用导致,最终导致心肌细胞损伤及心律失常。细胞因子(白细胞介素6和1,TNF-α)引起心律失常可通过以下方式:改变钙离子通道和钾离子通道的表达及功能(炎症性离子通道病),延长动作电位,导致QT间期延长;通过下丘脑介导的炎症反射导致交感神经过渡激活;抑制细胞色素P450酶导致一些药物的生物学效应放大,导致QT间期延长。

动脉及静脉的内皮细胞都表达ACE2受体,可以和SARS-CoV-2结合,导致微血管功能障碍(感染介导的血管炎)引起心肌缺血。细胞因子风暴和炎症反应可能通过刺激已存在斑块的炎症细胞或冠状动脉的血管收缩导致急性冠脉综合征。

在416名COVID-19患者中7.2%名患者报告出现了电解质紊乱。电解质紊乱可能是由于腹泻或者急性肾损伤引起。在住院的COVID-19感染的病人中27%的患者出现了急性肾损伤。有多个病案报道发生心律失常与低钾血症、低镁血症、低磷血症相关。除此以外腹泻、呕吐、利尿剂使用引起的容量减少也是COVID-19患者发生心律失常的原因。

许多治疗COVID-19使用的抗病毒药物及抗生素会延长QT间期并导致尖端扭转型室速(TdP)。这些药物抑制钾离子通道,导致动作电位延长。这种延长以及无法平衡的钠离子和钙离子的内流导致早期后除极,引起TdP。

早在大流行之前,源自武汉患者的研究发现44%的住在ICU的COVID-19患者存在心律失常,这引起了两者之间关系的关注。在所有ICU或非ICU患者中,16.7%的患者合并心律失常,为急性呼吸窘迫综合征(19.6%)之后最常见的并发症。在未进入ICU的患者中7%出现心律失常。在美国的另一项研究中9.6%的患者出现了心律失常。

在COVID-19患者中房性心律失常是最为常见的一种类型。在一项研究中房颤是最常见报道的心动过速,占20.8%,阵发性室上性心动过速占5.7%,房扑占5.4%,持续房速占3.5%。Colon等报告在ICU中新发房性心律失常(房颤、房扑、房速)的概率为16.5%。在大流行的高峰,一批哥伦比亚大学的作者发现,房颤是COVID-19患者去进行电生理方面咨询最常见的原因,占31%,但其中仅13%的患者既往已知存在房颤。这其中的患者均没有心脏手术、消融、复律以及抗心律失常药物使用的病史。Bertini等的研究指出类似的结果,22%的患者出现房颤或房扑,但仅9%的患者有既往房颤或房扑的病史。AHA通过心血管疾病注册登记报道了大约5.6%的新发房颤患者。发生房性心律失常的具体机制仍不明确,然而可能的机制包括,ACE2相关的信号通路,炎症反应,内皮功能受损以及代谢紊乱。多个早期的研究发现房颤是COVID-19患者疾病严重程度,心肌损伤,预后不良,死亡的独立危险因素。然而AHA的研究结果在调整了人口特征、合并症及疾病严重程度后发现新发房颤并不增加死亡风险。在一例患者中阐述新发房性心律失常的情况,这是一例健康的28岁男性,COVID-19已康复3周,来急诊时主诉心慌,既往无房颤的危险因素。我们通过监护和心电图发现在2小时的短暂时间内心律从室上性心动过速(图1a),到窦性心动过速(图1b和图1c),又变为房颤(图1d)。在患者住院期间,其房性心律失常对多种抗心律失常手段无效,最终进行了射频消融。不幸的是后续患者再次发作房颤和室上速,又在2月内再次进行了射频消融术。另一例病例报道中是76岁的老年女性,无既往肺部疾病及房性心律失常病史,主要症状为发烧、呼吸困难,轻度低氧血症,以及新诊断的COVID-19相关的双肺炎症。其心电图可见多源性的房性心动过速。在吸氧支持及静脉输液后后几小时后变为窦性心动过速。

在管理房性心动过速时,首先需识别和处理的是潜在的病因,如低氧血症、代谢异常、可能存在心律失常副作用的药物以及心肌缺血。通常,在符合适应症且无禁忌的情况下房颤仍需进行心率和节律控制以及抗凝治疗。然而由于考虑到β受体阻滞剂可能引起支气管痉挛,钙离子拮抗剂(如,地尔硫卓)被更优先的使用。胺碘酮存在钠通道阻滞作用,会延长QT间期,需在QT间期延长病人中谨慎使用。

在COVID-19患者中室性心律失常发生概率远小于房性心律失常。哥伦比亚研究中的7%的电生理咨询为室性心律失常(房性心律失常占31%)。在另一个基于社区的研究中共683名电生理专家回答COVID-19出现何种心律失常时的回答,其结果如下:室性早搏5.3%,非持续性室速6.3%,持续性单形性室速3.8%,多源性室早3.5%,多形性室速/TdP3.5%,室速/室颤4.8%,无脉性电活动5.6%。这些心律失常的发生的原因有心肌缺血,代谢紊乱,心肌炎及QT间期延长。总的来说单形性室速是COVID19患者中最常见的室性心律失常。其发生继发于器质性心脏病,如心肌梗死、心肌炎。然而多源性室速(包括TdP)往往继发于功能性心脏病(如在基础心脏病患者中合并药物毒性,电解质异常,QT间期延长,急性冠脉综合征)。既然现在仍不清楚为何部分COVID-19患者出现室性心律失常而一些患者不出现,所以使用抗心律失常药物作为预防的可取性仍不清楚。

在管理室性心律失常的COVID-19患者需遵循标准护理措施。寻找并治疗内在病因,如低氧血症,代谢紊乱,电解质异常以及药物相关副作用。对于QT间期延长的多形性室速/室颤患者,应优化电解质的管理,钾离子的目标应控制在4.5mmol/L,镁控制在2.0mEq/L以上。必要时静脉使用异丙肾上腺素,超速起搏,停用任何延长QT间期的药物。使用抗心律失常药物时需谨慎。比如胺碘酮可延长QT间期引起TdP。心血管医生仍不清楚对于COVID-19合并心律失常患者是否需植入ICD治疗。ICD往往针对器质性心脏病患者。然而对于COVID-19引起的心脏受累,可能并无器质性心脏病证据,且炎症改变可能是可逆的,心律失常可能是一过性的。

在COVID-19合并心律失常的患者中心动过缓及房室传导阻滞的占12%。Amaratunga及Chinitz等的研究都发现高度房室传导阻滞的出现是预后不良的危险因素,且是出现循环崩溃的标志。在COVID-19患者中出现房室传导阻滞的具体机制不明。已知的是心脏阻滞可能心肌炎的临床表现。然而根据Chinitz报道的病例发现,部分发房室传导阻滞的COVID-19患者具有保留的心功能以及正常或近乎正常的心肌损伤标志物。亚临床的心肌炎症反应是造成房室传导阻滞的可能机制。一项病例汇报支持了这一假设,心脏核磁可看见心室壁的水肿,但未见心肌损伤证据。在急性感染时出现的房室传导阻滞可以自发恢复。在管理COVID-19合并房室传导阻滞的患者时,首先应该治疗可逆的和潜在的疾病。对于所有程度的房室传导阻滞病人避免使用房室结阻滞的药物非常重要。对于并非合并COVID-19的房室传导患者,一度房室传导阻滞无需特殊治疗。不稳定的二度和三度房室传导阻滞需要阿托品或者经静脉起搏。对于有症状的二度Ⅱ型和三度房室传导阻滞患者建议永久起搏器治疗。

大约13%的COVID-19患者具有QT间期延长。尽管一些抗病毒药物、抗生素以及抗心律失常药物具有QT间期延长的作用。但COVID-19通过炎症反应,肾功能损伤,心脏受累,电解质紊乱增加QT间期延长的风险。低钾血症、低镁血症,可能包括低磷血症会延长QT间期,而这些电解质异常可能是由COVID-19引发的腹泻、尿钾增多,血管内容量不平衡引起。可以通过以下办法最小化QT间期延长进展为TdP的风险:注意电解质水平;将钾离子控制在更高的范围(4.5mmol/L);谨慎使用可能延长QT间期的药物,评价风险收益。

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心语点评

COVID-19患者发生心律失常可能是由于病毒对心肌和传导系统的直接损伤,或来源于其它器官系统的影响,包括低氧、斑块破裂、电解质和容量不平衡、儿茶酚胺分泌增加,炎症改变,细胞因子风暴等。最常见的心律失常是房颤。心动过缓、房室传导阻滞、室性心律失常、TdP均可见于COVID-19患者。需小心照料以最小化风险。对于COVID-19患者需尤其注意QT间期延长的问题。目前针对COVID-19引发心律失常的各种机制还未完全明了,但仍需得到临床医生的重视,针对原发病、以及电解质、QT间期的管理应提醒广大医务工作者。

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参考文献

Alblaihed L, Brady WJ, Al-Salamah T, Mattu A. Dysrhythmias associated with COVID-19: Review and management considerations. Am J Emerg Med. 2023;64:161-168.

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审校:夏驭龙

编辑:刘耀琨

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