新型冠状病毒肺炎相关心电图表现的研究进展

高国洁 陈婧 丁雯 张娴

随着对新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)的认识不断加深，人们研究发现，COVID-19虽然主要累及呼吸系统，但也可引起窦性心动过速(简称窦速)、房颤、室速等多种心律失常，Brugada波、短暂性ST段抬高、T波倒置等多种心电图形态异常，以及心肌炎、心包填塞等多种心脏并发症[1]。COVID-19患者的心肌受累，尤其是在22%～44%的危重或严重病例中发生的心肌损伤与不良预后有关[2]。而心电图能早期反映心肌受累和心肌损伤，是一种简便、无创且价格低廉的检查手段，因此，无论是对呼吸科医生还是对心血管内科医生而言，加深对COVID-19相关心电图表现的认识都是至关重要的。目前我国对COVID-19相关心电图的报道较少；本文主要综述了新型冠状病毒感染患者的各种相关心电图表现，旨为COVID-19患者的病情监测、评估和预后判断提供参考。

1 新型冠状病毒肺炎的病理生理学

严重急性呼吸综合征冠状病毒2号(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)是引起COVID-19的病原体。该病毒是2002—2003年导致严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)暴发的冠状病毒SARS-CoV-1的变体。SARS-CoV-2是一种RNA病毒，通过血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)受体介导的内吞作用进入细胞。ACE2受体位于多个组织中，包括肺、心脏、肾脏、胃肠道、血管和皮肤。与SARS-CoV-1相比，SARS-CoV-2与ACE2受体结合得更紧密。SARS-CoV-2与2型肺泡细胞的ACE2受体结合，从而引发COVID-19患者的呼吸系统症状。既往研究表明，>7.5%的心肌细胞也表达ACE2受体[3]。虽然ACE2受体的存在可以解释COVID-19患者的心脏损伤，但COVID-19对心血管的影响可能是多因素的。SARS-CoV-2可导致机体处于高度炎症状态，引起血管炎症、心脏损伤、斑块不稳定、高凝状态及心肌抑制[3]。既往病理数据显示，COVID-19患者的心脏间质中存在炎性浸润及坏死、血管微血栓形成和血管炎症[4]。COVID-19也可引起细胞因子风暴、脓毒症、弥散性血管内凝血，最终导致多器官功能障碍，甚至死亡。伴有心电图改变的COVID-19患者出现心肌异常，可能是由于细胞因子风暴、缺氧损伤、电解质紊乱、斑块破裂、冠状动脉痉挛和微血栓形成，以及内皮或心肌直接损伤所致[2]。

2 新型冠状病毒肺炎相关心电图表现

COVID-19可引起多种心律失常和心电图形态异常，在危重患者中更为常见。既往研究表明，心律失常及心电图形态异常可发生在33%～93%的COVID-19危重患者中，其与院内死亡风险增加(OR=1.95)和需要机械通气有关[5-8]。一项纳入1 258例COVID-19患者的研究发现，房颤或心房扑动(OR=2.5)、右心室劳损(OR=2.7)及ST段异常(OR=2.4)均与院内死亡风险增加和需要机械通气有关[9]。临床医生应注意，右心室劳损心电图表现为前壁导联(V1—V4)和下壁导联(Ⅱ、Ⅲ、aVF)ST段压低及T波倒置，尤其在Ⅲ导联中表现得最明显，因为它直接反映右心室心肌的复极情况。COVID-19患者中>8%的死亡可能是由心律失常所致[10]。

2.1 新型冠状病毒肺炎相关快速室上性心律失常

快速室上性心律失常是临床常见的心血管急症，包括各种类型的室上性心动过速、窦速、心房扑动和房颤等。在COVID-19患者中，以窦速最常见，常见的触发因素包括低血容量、低灌注、缺氧、体温升高、疼痛及焦虑；房颤次之，可以新发房颤、既往心律失常复发、永久性房颤伴新的快速心室反应等多种方式出现。窦速和房颤是COVID-19患者病情严重程度、心肌损伤和预后不良的独立预测因子[11]。在美国纽约医院进行的一项研究发现，入院时和住院期间分别有14.3%和10.1%的患者出现房颤或心房扑动[10]。另一项研究发现，需要机械通气的COVID-19危重患者中约22%发生房颤或心房扑动[5]。COVID-19患者合并室上性心动过速的报道甚少，相关研究有待进一步开展。

2.2 新型冠状病毒肺炎相关恶性室性心律失常：室速和心室颤动

恶性室性心律失常是病毒性心肌炎及心肌病的常见并发症，这类患者中有1%～6%出现室速和(或)心室颤动(简称室颤)[12]。在COVID-19患者中，这些心律失常可能是由使用了能引起QT间期延长的药物、代谢异常和心肌炎症所致。研究证实，肌钙蛋白水平升高的COVID-19患者比肌钙蛋白水平正常患者的室速发生率更高[12]。

有脉性室速可见于单形和多形性室速。单形性室速是COVID-19患者最常见的室速类型，常由器质性心脏病引起，如ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)、心肌损伤或心肌炎。多形性室速(包括尖端扭转型)通常在药物毒性、电解质异常的情况下，以及各种促心律失常状态(如Brugada综合征、长QT综合征)下发生。

可引起心脏骤停的4种常见心律失常包括室颤、无脉性室速、无脉性电活动及心脏停搏。在COVID-19大流行期间，院外及院内心脏骤停的发生率都有所升高。一项法国的研究表明，2020年2至4月院外心脏骤停的发生率较2019年同期升高52%，心脏骤停患者的死亡率也有所上升[13]。导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的大规模流行而导致医疗资源不足，延误了COVID-19患者就医，并造成心脏骤停患者的施救率降低。

COVID-19患者的心脏骤停风险增加，但心脏骤停相关心律失常的发生率在住院患者中存在差异。一项针对美国纽约COVID-19住院患者的研究显示，在这些患者发生的心脏骤停相关心律失常中，以心脏停搏最常见，其次是无脉性电活动，再次是无脉性室速或室颤[10]。SHAO等[14]选取了2020年年初中国武汉的136例COVID-19重症患者进行研究，其均在住院期间施行心肺复苏，结果发现大多数心脏骤停由呼吸系统疾病引起，且伴有非休克性心律，其中122例(89.7%)停搏，6例(4.4%)无脉性电活动；在所有136例患者中，18例(13.2%)自主循环恢复，只有4例(2.9%)存活至少30 d，1例(0.7%)神经功能完好。由此可见，在COVID-19暴发初期，院内重症患者心脏骤停的生存率很低。

2.3 新型冠状病毒肺炎相关心动过缓和房室阻滞

尽管与快速性心律失常相比，心动过缓和房室阻滞不太常见[12]，但它们仍会引发心血管不良事件，临床医生应予以重视。既往案例报道伴有多种心血管病危险因素的COVID-19老年患者可进展为高度房室阻滞 (二度Ⅱ型和三度房室阻滞)和(或)室内阻滞；部分患者可逐渐出现传导异常相关症状，并迅速发展为心脏骤停[15]。AMARATUNGA等[16]报道了4例COVID-19患者在ICU住院期间均出现新发的窦性心动过缓(简称窦缓)，可能的触发因素为严重缺氧、炎症细胞因子对心脏窦房结的损伤以及药物不良反应，提示窦缓可能是严重细胞因子风暴的预警信号。HE等[15]及AMARATUNGA等[16]的报道中，COVID-19患者发生心脏骤停前曾出现窦缓、交界性心律或心室自主节律，提示COVID-19重症患者出现明显的心动过缓可能是循环衰竭的风险标志。

2.4 新型冠状病毒肺炎相关心电图QT间期和电轴异常

既往研究表明，>13%的COVID-19患者可能发生QT间期延长，或许与COVID-19的治疗药物有关，如氯喹、羟氯喹和阿奇霉素[17]。众所周知，显著的QT间期延长可导致尖端扭转型室速等恶性心律失常，甚至猝死。HE等[15]的研究亦验证了QT间期延长与COVID-19危重程度、心脏损伤及死亡率有关。据报道，QRS波群电轴偏移通常涉及右心室劳损，这类患者常因多叶性肺炎和(或)有大血栓负荷的肺栓塞而出现急性呼吸衰竭；心电图通常表现为电轴右偏，V1、V2导联出现明显的R波，Ⅱ、Ⅲ、aVF和V1—V4导联出现ST段压低或T波倒置[9]。

2.5 新型冠状病毒肺炎相关心电图形态学表现：ST段、T波和QRS波群异常

在COVID-19大流行中，当患者出现胸痛或胸闷、气短等表现时，很难通过心电图进行鉴别。此时，医生必须考虑STEMI、心肌损伤和心肌炎，因为上述病因都会导致ST段和T波异常。与SARS-CoV-2感染相关的心肌损伤可能表现为ST段偏移(抬高或压低)、T波倒置和病理性Q波[9]。一项研究发现，COVID-19危重症患者中约40%的心电图出现ST段和T波变化；另一项调查指出，41%的COVID-19患者出现了非特异性的复极化变化(包括ST段和T波异常)，而这些变化是由心肌损伤引起的，与不良结局(包括需要入住ICU的次数增加、更频繁的机械呼吸支持及死亡率升高)有关[5,11]。在18例COVID-19伴ST段抬高的患者中，8例最终被诊断为急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)，10例表现为非闭塞性(即不涉及急性冠脉综合征)心肌损伤[18]。COVID-19相关心肌炎和(或)心包炎的心电图表现类似闭塞性AMI，如局灶性ST段抬高，并伴有T波倒置[18]。

对于ST段抬高的COVID-19患者，单纯根据心电图解读可能无法鉴别STEMI、心肌损伤和心肌炎，目前通过动态观察COVID-19患者心电图来鉴别上述疾病的报道亦不常见。心电图结合患者临床表现、超声心动图检查及心肌坏死标志物测定来区分STEMI与心肌损伤、心肌炎[1-2,18]，有助于临床医生对疾病进行早期干预，从而有望提高治愈率、降低死亡率。张建国等[19]研究发现，所有重症COVID-19患者心肌损伤标志物均出现明显异常，其合并心肌损伤的程度与患者预后相关。对COVID-19合并心脏损伤患者及时给予心肌保护药物，可能有助于改善患者预后[20]。

SARS-CoV-2感染也可能导致心电图出现Brugada波。文献[21-23]报道了3例无Brugada综合征和家族史的患者，其因SARS-CoV-2感染住院期间出现Brugada波，并随着COVID-19的发展而加重，考虑这些患者出现的Brugada波与SARS-CoV-2感染有关。1型Brugada波与发热和心肌钠通道改变有关，心电图上表现为V1—V3导联中至少一个导联的ST段抬高>2 mm，随后出现负性T波[18]。由于病例较少，Brugada波与SARS-CoV-2感染的相关性有待进一步探讨。

2.6 新型冠状病毒肺炎相关肺栓塞的心电图表现

肺栓塞被认为是COVID-19患者特别是重症患者的一大并发症。COVID-19相关静脉血栓栓塞的易感性可能源于以下几种机制[24-26]：① 血管紧张素Ⅱ活性的增加；② 凝血系统和血小板功能增强，导致血栓形成；③ 细胞因子介导的凝血级联的激活，以及病毒感染的潜在直接影响，引起局部炎症和局部血栓形成。

窦速、房颤伴快速心室率在COVID-19相关肺栓塞患者中较为常见，这类患者亦可出现右心室劳损的心电图表现[24-26]。最近一项回顾性研究表明，COVID-19相关肺栓塞患者的心电图表现常为非特异性的，以窦速最为常见；仅有1/3的患者心电图提示右心室劳损，仅7%的患者出现经典的S1Q3T3模式(即Ⅰ导联可见深S波,Ⅲ导联可见Q波和T波倒置)[24]。由此可见，经典的心电图表现可提示COVID-19患者合并肺栓塞，但该类患者的心电图存在多样性，因此需结合临床症状及影像学检查综合判断，以提高早期检出率，避免延误病情。

3 小结

COVID-19可对心血管系统产生负面影响并导致心电图表现异常，可能的原因包括细胞因子风暴、缺氧损伤、电解质异常、斑块破裂、冠状动脉痉挛、微血栓，以及内皮或心肌直接损伤。COVID-19患者最常见的心电图表现为窦速、房颤或心房扑动、室性心律失常(如室速或室颤)、心动过缓、QT间期延长和电轴变化，以及ST段和T波的变化。加深对COVID-19相关心电图异常的认识，可能有助于呼吸科与心血管内科医生对COVID-19患者进行评估和管理。