新型冠狀病毒肺炎患者心肌損傷與炎癥相關(guān)性分析

易春峰 張帆 楊力 范鴻儒 陳昌貴 祝煒 田立群

武漢市第一醫(yī)院心血管內(nèi)科（武漢430000）

21世紀(jì)以來，全球多次出現(xiàn)人冠狀病毒（CoV）感染引起的傳染病，其中高致病性CoVs，如SARSCoV、MERS-CoV，引起的嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合征（MERS）具有較高的傳染性，且致死率分別達(dá)到9%和36%，患者心臟損傷與發(fā)病率和致死率密切相關(guān)［1-2］。通過全基因組測序證明新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）屬于乙型冠狀病毒屬，與SARS-CoV、MERS-CoV屬于同一屬［3-4］。因此，新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）患者可能有類似于SARS、MERS的心臟損傷表現(xiàn)。

在COVID-19患者中，伴心血管基礎(chǔ)疾病患者比例較高［5］，住院病死率高達(dá)10.5%，較無合并癥患者增加了約11倍［6］。心肌損傷機(jī)制可能源于病毒的直接損傷、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）受體下調(diào)后RAS系統(tǒng)失衡導(dǎo)致心血管病加重，或者感染、缺氧后的免疫炎癥風(fēng)暴等。本文旨在回顧性分析COVID-19患者心肌損傷與炎癥激活的表現(xiàn)，并探討心肌損傷與炎癥反應(yīng)的相關(guān)性，以及與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2020年1月20日至3月20日武漢市第一醫(yī)院住院COVID-19確診病例。所有入選患者常規(guī)檢測甲型流感、乙型流感、流感及呼吸道合胞病毒、EB病毒、支原體、衣原體等相關(guān)病原菌，且結(jié)果均為陰性。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均符合國家衛(wèi)生健康委《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》的診斷及臨床分型標(biāo)準(zhǔn)：（1）普通型：具有發(fā)熱、呼吸道等癥狀，影像學(xué)可見肺炎表現(xiàn)；（2）重型：符合如下任何一條：①呼吸窘迫，呼吸頻率（RR）30次/min；②靜息狀態(tài)、無吸氧時指脈氧飽和度93%；③動脈血氧分壓（PaO2）/吸氧濃度（FiO2）300 mmHg；④雖然尚未達(dá)到上述重型診斷標(biāo)準(zhǔn)，亦按重型管理病例：肺部影像學(xué)顯示24 ～48 h內(nèi)病灶明顯進(jìn)展＞50%者；年齡＞60歲、合并嚴(yán)重慢性疾病包括高血壓、糖尿病、冠心病、惡性腫瘤、結(jié)構(gòu)性肺病，肺心病以及免疫抑制人群等。（3）危重型：符合如下任何一條：①出現(xiàn)呼吸衰竭，且需要機(jī)械通氣；②出現(xiàn)休克；③合并其他器官功能衰竭需收入ICU治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：入院前1個月有急性心肌梗死、腦出血、腦梗死等嚴(yán)重血管事件或心臟手術(shù)史，入院時多器官功能衰竭、惡性腫瘤，住院資料不完整病例。根據(jù)臨床分型將患者分為輕癥組（普通型）和重癥組（重型及危重型）。該研究已通過武漢市第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 臨床資料收集所有入選患者的病史資料，如性別、年齡、基礎(chǔ)疾病等；實驗室檢驗包括心肌損傷指標(biāo)：高敏肌鈣蛋白Ⅰ（hs-TNI）、肌酸激酶-MB同工酶（CK-MB）、乳酸脫氫酶（LDH），以及炎癥指標(biāo)C反應(yīng)蛋白（CRP）、降鈣素原（PCT）、血常規(guī)等?；颊呷朐?4 h內(nèi)完成血液標(biāo)本采集，后期根據(jù)病情和結(jié)果復(fù)查。記錄上述指標(biāo)的歷次結(jié)果。其中心肌損傷參考的定義［7］之一：血清心肌損傷標(biāo)志物指標(biāo)（例如cTnI等）的血液水平超過第99百分位參考上限。相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：hs-TNI ＜0.026 μg/L，CK-MB ＜24 IU/L，114 IU/L ＜LDH ＜250 IU/L，CRP ＜5 mg/L，PCT ＜0.5 μg/L，3.5×109 ＜WBC ＜9.5×109，1.8 × 109 ＜NEUT ＜6.3 × 109，1.1 × 109 ＜LYM ＜3.2×109。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；偏態(tài)分布的連續(xù)性變量采用中位數(shù)（四分位數(shù)）表示，組間比較采用秩和檢驗。計數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。采用有序logistic回歸分析比較變量的優(yōu)勢比（OR），連續(xù)變量的相關(guān)性采用Pearman相關(guān)分析。以P ＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床特征2020年1月20日至3月20日，我院某病區(qū)連續(xù)收治的COVID-19住院確診患者，按照排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后，納入病例120例，其中危重型28例，重型36例，普通型56例。年齡分布為62.5（51，75）歲，65歲53例（44.2%）；男59例（49.2%）。既往史中高血壓47例（39.2%），糖尿病17例（14.2%），高脂血癥4例（3.3%），冠心病12例（10%），心律失常13例（10.8%），慢性阻塞性肺疾病6例（5%），死亡18例（15%）；死亡病例均為危重型。三種臨床類型患者在年齡、65歲、男性、高血壓、冠心病、心律失常間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05），在高脂血癥、糖尿病、COPD間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05）。見表1。

2.2 心肌損傷及炎癥相關(guān)指標(biāo)分析各組指標(biāo)表達(dá)水平比較：與輕癥組相比，重癥組患者CK-MB、LDH以及CRP表達(dá)水平明顯升高，血常規(guī)中WBC、NEU顯著升高，LYM顯著下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。輕癥組患者h(yuǎn)s-TNI及PCT數(shù)據(jù)不全，未做統(tǒng)計學(xué)分析，對重癥組作組內(nèi)分析發(fā)現(xiàn)，危重型患者h(yuǎn)s-TNI及PCT明顯高于重型患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。見表2。

各組指標(biāo)峰值異常發(fā)生率比較：與輕癥組相比，重癥組患者CK-MB、LDH以及CRP峰值升高的比例均較大，初次血常規(guī)中NEU升高、LYM下降的比例亦較大，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。對重癥組作組內(nèi)分析發(fā)現(xiàn)，危重型患者h(yuǎn)s-TNI及PCT峰值升高比例明顯大于重型患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。見表3。

表1 COVID-19 患者臨床資料比較Tab.1 ClinicalCharacteristics of patients with COVID-19 例（%）

表2 COVID-19 患者心肌損傷及炎癥相關(guān)指標(biāo)的比較Tab.2 Comparison of myocardial injury and inflammation-related indicators in patients with COVID-19M（P25，P75）

表3 COVID-19 患者心肌損傷及炎癥相關(guān)指標(biāo)率的比較Tab.3 Comparison of myocardial injury and inflammationrelated index rates in patients with COVID-19

2.3 多因素logistic回歸分析病情程度相關(guān)因素上述的心肌損傷、炎癥相關(guān)指標(biāo)各組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，進(jìn)行多因素有序logistic回歸分析其與病情程度的關(guān)系，結(jié)果表明：心肌損傷指標(biāo)hs-TNI、LDH和炎癥指標(biāo)CRP、PCT升高是病情的危險因素（P ＜0.05），其中hs-TNI和PCT對病情程度影響最大，見表4。

表4 logistic 回歸分析病情程度相關(guān)因素Tab.4 Logistic regression analysis of the severity of COVID-19

2.4 心肌損傷和炎癥相關(guān)指標(biāo)之間的相關(guān)性上述結(jié)果發(fā)現(xiàn)心肌損傷及炎癥指標(biāo)異常常見于重癥組，遂對重癥組指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果示：hs-TNI與CRP（r = 0.49，P ＜0.001）及PCT（r = 0.318，P = 0.033）呈正相關(guān)，CK-MB與CRP（r = 0.388，P =0.002）及PCT（r = 0.264，P = 0.047）呈正相關(guān)，LDH與CRP（r = 0.349，P = 0.005）呈正相關(guān)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。心肌損傷指標(biāo)hs-TNI、CKMB、LDH與血常規(guī)中WBC、NEU、LYM無明顯相關(guān)，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05）。見表5。

表5 COVID-19 重癥患者心肌損傷及炎癥指標(biāo)相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis of myocardial damage and inflammation indicators in severe patients with COVID-19

3 討論

本研究通過比較COVID-19患者臨床資料，發(fā)現(xiàn)年齡、性別、合并癥之間有明顯差異，重型/危重型患者多見于65歲、男性患者，合并高血壓、冠心病、心律失常等比例相對較高；同時發(fā)現(xiàn)重型/危重型患者發(fā)生心肌損傷和炎癥激活的程度及比例明顯升高，而LYM卻明顯下降，LYM降低患者所占比例也高于普通型患者，進(jìn)一步通過logistic回歸分析了組間差異指標(biāo)對疾病嚴(yán)重程度的影響，更加精準(zhǔn)的篩選出了對病情程度影響最大的檢驗指標(biāo)hs-TNI和PCT。最后，通過相關(guān)性分析探討心肌損傷的原因，表明患者心肌損傷的程度和炎癥激活呈正相關(guān)。

盡管COVID-19主要靶器官損害是肺臟，但患者的心血管系統(tǒng)表現(xiàn)也較常見。在重型/危重型患者中，伴隨高血壓、冠心病等心血管疾病患者發(fā)病率超過40%，而在病死率方面，心臟損傷患者達(dá)到44.4%，病死率也明顯高于無心肌損傷患者［8］。CHEN等［9］對通過回歸分析發(fā)現(xiàn)：年齡、男性、NTproBNP升高、cTnI升高、hs-CRP升高、血肌酐升高、患有高血壓及冠心病史均是COVID-19危重型的相關(guān)因素。其中，cTnI升高、冠心病史是COVID-19危重型的獨立相關(guān)因素。本研究納入病例中合并高血壓患者達(dá)到39.2%，冠心病患者達(dá)到10%，重型/危重型患者比例明顯升高，這類患者心肌損傷的比例顯著增加，而嚴(yán)重的心肌損傷使病情惡化，住院病死率明顯增高。由于該研究剔除了入院前明確的急性心肌梗死等心肌損傷病例，納入病例的心肌損傷表現(xiàn)考慮與感染性肺炎直接相關(guān)，或感染誘發(fā)心血管疾病加重所致。

COVID-19所致心肌損傷的機(jī)制目前推測如下：（1）病毒感染后直接損傷心肌細(xì)胞，但本研究發(fā)現(xiàn)心肌損傷集中在重癥病例合并有心臟基礎(chǔ)疾病患者中，普通型病例極少出現(xiàn)。XU等［10］報道了危重癥死亡患者的心臟病理學(xué)表現(xiàn)為心肌間質(zhì)中僅有少量單個核細(xì)胞炎性浸潤，沒有其他心肌的實質(zhì)損害，因此考慮類似于病毒性心肌炎的直接心臟損傷可能性較小，或者比例較少。（2）ACE2是SARS-CoV-2感染的重要靶點，其相關(guān)基因通過調(diào)控細(xì)胞線粒體功能來參與氧化應(yīng)激、炎癥、免疫反應(yīng)，其中的ECSIT基因已被證明是SARS-CoV-2感染和預(yù)后的重要危險因素［11］。LIU等［12］發(fā)現(xiàn)COVID-19患者血漿AngⅡ水平明顯高于健康人，且與病毒載量、肺損傷程度密切相關(guān)，提示SARSCoV-2感染引起RAS系統(tǒng)失衡，這可能誘發(fā)合并高血壓、冠心病等基礎(chǔ)疾病患者發(fā)生急性心血管事件。（3）SARS-CoV-2感染以及繼發(fā)細(xì)菌等感染導(dǎo)致的炎癥免疫系統(tǒng)過度激活，釋放大量炎性細(xì)胞因子。HUANG等［13］發(fā)現(xiàn)重癥患者的血漿IL-2、IL-7、IL-10、GSCF、IP-10、MCP1、MIP1A和TNF-α更高。炎癥風(fēng)暴既可以直接加重心肌損傷，同時也可以誘發(fā)已有的心血管疾病加重［14］。本研究中重癥組患者心肌損傷指標(biāo)hs-TNI、CK-MB、LDH及炎癥相關(guān)指標(biāo)CRP、PCT均明顯升高，進(jìn)一步logistic回歸分析顯示hs-TNI和PCT對病情程度影響最大。有研究［15-16］表明PCT在病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎中均會升高，細(xì)菌性肺炎升高比例高于病毒性肺炎，但在病毒合并細(xì)菌感染時升高更加顯著；在診斷及治療評估上，對于腎功能不全或充血性心力衰竭的患者，建議增加PCT閾值或依據(jù)PCT趨勢來監(jiān)測細(xì)菌感染的情況。因此，本研究中重癥患者PCT顯著升高者有繼發(fā)細(xì)菌感染可能性大，但相關(guān)性分析提示hs-TNI與CRP（r=0.49，P ＜0.001）及PCT（r =0.318，P = 0.033）呈正相關(guān)，表明PCT相關(guān)感染因素是心肌損傷的部分原因。血常規(guī)血細(xì)胞計數(shù)對COVID-19的鑒別診斷及病情程度具有指導(dǎo)意義［17-18］，重癥組患者血WBC、NEU水平相對升高，而LYM明顯降低，也提示了重癥患者炎癥激活更劇烈，而免疫抑制更強(qiáng)。本研究進(jìn)一步相關(guān)性分析提示血常規(guī)的這種改變雖然與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，但與心肌損傷無相關(guān)性。（4）低氧血癥及其伴隨發(fā)熱或應(yīng)激等因素造成的高代謝狀態(tài)［19］，不僅影響肺組織血氣交換，肺動脈壓升高，影響右心功能；同時繼發(fā)的酸堿失衡等引起心肌損傷損傷、冠脈血管炎等在解剖學(xué)上也得到應(yīng)證［20］。COVID-19患者合并心血管病比例較高，且病情更易惡化為重癥病例，氧供失衡、酸堿失衡也會增加原有疾病惡化的風(fēng)險，如血壓的波動、動脈斑塊的不穩(wěn)定誘發(fā)急性心肌梗死、心力衰竭等心臟事件［21］。由此可見，患者的心肌損傷是多因素參與的結(jié)果，而感染、低氧、應(yīng)激等因素均有炎癥激活的參與。因此，炎癥激活與心肌損傷間有著密切的聯(lián)系。

本研究的結(jié)果表明重型/危重型COVID-19患者心肌損傷的比例較高，且伴隨有炎癥激活及淋巴細(xì)胞的明顯降低，且篩選出對病情程度影響最大的檢驗指標(biāo)以便指導(dǎo)診療，并進(jìn)一步證明心肌損傷的程度與炎癥激活呈正相關(guān)性。然而，本研究為單中心、回顧性研究，病例數(shù)較少，主要對疾病急性期進(jìn)行分析，其結(jié)論仍待多中心、大數(shù)據(jù)的研究支持，生存患者的遠(yuǎn)期隨訪仍值得進(jìn)一步研究。