重症病毒性肺炎与心功能不全

新冠废颜淋床医学 2023-11-22

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重症病毒性肺炎与心功能不全

小儿肺炎是发展中国家5岁以下儿童死亡的主要病因。肺炎占5岁以下小儿死亡总数的1/4～1/3，是引起我国小儿死亡第1位原因，肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌是我国重症肺炎的重要病原。近年来国内小儿重症病毒性肺炎发病率呈相对增多趋势，如2002至2003年严重急性呼吸综合征(SARS)流行，2003年冬季的H5N1禽流感流行，2009年新甲型H1N1流感流行，以及近几年冬春季婴幼儿重型腺病毒及呼吸道合胞病毒流行，均引起严重的呼吸系统及全身症状，有着较高的病死率。心功能不全是小儿重症肺炎常伴随的临床表现，虽然重症肺炎是否会合并心力衰竭目前仍存在争议，我们仍然需要讨论一下重症肺炎与心功能不全机制及心功能不全治疗策略。

1　重症肺炎合并心功能不全机制

国内目前关于重症肺炎合并心力衰竭较为一致描述为：(1)安静状态下呼吸突然>60次/min；(2)安静状态下心率突然增快>180次/min；(3)突然极度烦躁不安，明显发绀，面色苍白或发灰，毛细血管再充盈时间延长。以上不能用发热或肺炎解释；(4)心音低钝、奔马律、颈静脉怒张；(5)肝脏迅速增大；(6)少尿或无尿，眼睑或双下肢水肿。此标准主要参照1985年青岛会议制定的小儿心力衰竭标准而制定。由于主要采用临床症状和体征为诊断依据，且呼吸系统和循环系统的生理功能密切相关，临床症状(如心率呼吸增快)很难区分由于心力衰竭引起还是由重症肺炎本身引起。因此学者对于重症肺炎是否发生心力衰竭一直存在争议。国内熊丰和邓蕾丽认为重症肺炎患儿出现心音低钝、水肿、少尿是由于抗利尿激素分泌异常综合征引起的循环充血，而其心功能并无改变；杨思源认为肺炎时右心负担加重，而小儿右心占优势；且重症肺炎患儿出现肝脏肿大、气促、心率增快等表现是由肺炎引起，因此不会出现心力衰竭。

由于临床症状及体征并不能很好地诊断重症肺炎是否合并心力衰竭，这就迫切地需要一些客观的指标进行辅助诊断。2005年中华医学会儿科学分会心血管学组制定的小儿心力衰竭诊断与治疗建议中，除了对原有临床诊断标准进行完善及细化，建议应用超声心动图[左室射血分数(EF)低于45%为左室收缩功能不全]及脑利钠肽(BNP)等指标对小儿心力衰竭进行诊断。近年国内有较多的学者对重症肺炎合并心功能不全进行客观指标研究。

2　重症肺炎合并心力衰竭的可能机制

2.1　肺动脉高压

肺动脉高压是导致肺炎心力衰竭重要原因。国内杜军保和郭志良通过对肺炎心力衰竭患儿超声心动图研究显示，其存在右室射血前期、射血前期与射血时间比值及射血前期与加速时间比值升高，提示肺动脉高压。黄磊等对金黄色葡萄球菌肺炎鼠模型研究提示，肺炎鼠不仅存在肺动脉高压，同时因肺动脉高压引起心室压力超负荷而发生右心衰竭。马沛然对肺炎心力衰竭患儿研究表明，其血中心肌酶CK-MB升高，心脏超声EF、左室短轴收缩率(FS)及肺动脉血流峰值流速(PFVP)降低，提示严重肺炎可引起心力衰竭且以右心为主，其原因与心肌损害及肺动脉高压有关。

2.2　心肌损害

国内黄磊等报道肺炎心力衰竭患儿心肌肌钙蛋白I升高同时伴有心功能指标下降(EF、FS、PFVP)，且两者呈显著直线负相关。提示重症肺炎心功能损害可能与心肌损害有关。马沛然等通过研究肺炎心力衰竭患儿cTnI和CK-MB恢复时间及病毒抗体滴度与病毒性心肌炎患儿对照后发现，重症肺炎患儿存在心肌损害，且主要是由于发热、缺氧和毒素刺激造成，少数是由于病毒直接侵入心肌造成。

2.3　神经-体液调节过度激活

神经体液调节机制激活是心功能不全时基本代偿机制，在心力衰竭的发生与发展中起重要作用。而BNP是目前最重要的心脏功能标志物，日益得到临床重视。BNP是由心室合成分泌的容量敏感激素，具有利钠、利尿、舒张平滑肌和降血压作用；同时可拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)。研究显示，临床监测BNP水平可早期诊断心力衰竭患者的心功能不全。Maisd等研究发现BNP对于鉴别心力衰竭和非心力衰竭呼吸困难具有很好的特异性。在欧洲心脏学会2012年心力衰竭指南中，把BNP定量标准写入心力衰竭诊断指南。国内常红等报道肺炎心力衰竭患儿BNP水平增高。黄磊等通过临床病例研究，发现重症肺炎患儿BNP升高同时伴有心功能下降且呈负相关。以上研究显示重症肺炎合并心力衰竭可能与神经-体液调节过度激活有关。

2.4　炎症反应介导心肌抑制

全身炎症反应综合征( SIRS)作为重症肺炎的病理生理基础近年逐步得到了人们的认识。临床研究显示，RSV肺炎中2%～16%可伴发SIRS；Mistchenko和Diez研究显示，TNF-α、IL-6、IFN-C含量在重症腺病毒感染的患儿明显高于轻症者；而重症甲型流感病毒肺炎患者中Th2细胞过度增生，释放大量细胞因子，如IL-6、IL-10、IL-2等均在SIRS中发挥重要作用。而全身炎症反应通过多方面作用引起心肌功能抑制：包括引起线粒体功能障碍、肾上腺能受体下调、心肌细胞钙离子转运异常，进而使心肌出现能量代谢异常及心肌纤维兴奋耦联障碍。Watts等报道在脓毒症动物模型中心肌线粒体电镜结构遭到破坏同时心肌细胞氧耗降低，提示线粒体呼吸链功能受到影响，而这可能与炎症反应抑制氮氧化合物氧化磷酸化及ATP合成有关。Matsuda等报道炎症反应通过下调心肌细胞膜β受体并抑制腺苷酸环化酶从而降低心肌细胞膜内cAMP含量，同时产生过多NO，增加心肌细胞内cGMP含量，最终抑制心肌细胞代谢及收缩性。Kumar等研究发现，SIRS动物模型中产生的细胞因子中，如Toll样受体-2、Toll样受体-4、IL-6、TNF-α等均有明显心肌抑制作用。国内陈新民通过动物实验也发现肺炎可影响幼鼠心肌细胞线粒体转运及能量代谢，同时影响心肌细胞膜L型钙离子通道电流。谭建新等报道肺炎大鼠模型中，心肌组织TNF-α、IL-6及NF-κB表达增加。上述研究均显示了在系统炎症反应过程中心肌抑制的证据，但目前大部分研究仅是停留于动物实验阶段，研究对象也以脓毒症为主要对象，而重症肺炎合并心功能不全还需要进一步深入研究。

2.5　分子及基因调控改变

心肌对能量的利用通过位于肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP实现，Huang等报道心力衰竭大鼠模型中，心肌中β-MHC(肌球蛋白重链)表达增强，α-MHC表达减弱，由高活性的V1型ATP酶(两条α-MHC肽链构成)向低活性V3型ATP酶(两条β-MHC)转变，肌球蛋白头部ATP酶活性降低进而引起心肌收缩力下降。国内马沛然等对重症肺炎大鼠模型研究也得出类似结论，并发现α-MHC mRNA表达与EF、FS呈正相关；β-MHC mRNA表达与EF、FS呈负相关，进一步证实在动物模型中重症肺炎并发心力衰竭与心肌MHC的表达相关。

因此重症肺炎无论是细菌性肺炎还是病毒性肺炎，并发心功能不全或心力衰竭的证据是充分的，但是对于肺炎合并心力衰竭的诊断标准还需要引入客观指标进行量化，这对于诊断的客观严谨性，早期进行重症肺炎并心功能不全的识别及干预都是十分必要的。根据2005年国内小儿心力衰竭诊断与治疗建议及欧洲2012年成人心力衰竭诊疗指南的推荐，超声心动图及BNP是目前公认的诊断心力衰竭简便易行且特异性较高的指标。2005年国内小儿心力衰竭诊断与治疗建议中指出，超声心动图小儿EF<45%作为左室收缩功能不全的阈值，但对于超声心动图其他关键参数，如左心室舒张末期内径指数(反映左室前负荷)、左室收缩末期室壁应力(反映左室后负荷)、心室舒张功能及肺动脉压力等指标并未进行界定；也未对小儿BNP诊断心力衰竭提出可参考阈值。因此，尽快建立适合我国国情的心功能不全客观指标的参考值，对于重症肺炎合并心力衰竭诊断意义重大。

3　重症病毒性肺炎并心功能不全治疗

对于无原发心脏疾病的重症肺炎并心功能不全治疗原则同急性心力衰竭治疗，包括给予强心、利尿、扩血管药物治疗。洋地黄类强心药是一类快速起效强心药，具有正性肌力负性传导作用，临床广泛应用于肺炎合并心力衰竭的强心治疗并取得较好的疗效。但肺炎并心功能不全初始病理生理改变是由于肺部炎症及低氧性肺血管收缩引起的肺动脉高压，继而引起右心功能不全；同时伴有交感神经兴奋性增强，血中儿茶酚胺、肾素、血管紧张素水平升高，导致心率增快、血管收缩、心脏前后负荷增加，而儿茶酚胺长时间刺激会引起β受体密度下调，最终累及左心功能并发展为全心衰竭。因此肺炎并心力衰竭主要为右心衰竭，在心力衰竭早期右心功能不全时治疗的重点并不是强心增加心输出量，应用洋地黄类药物的正性肌力作用，也可能不是恰当的。此时处理右心功能不全适当的治疗策略为，积极抗感染及氧疗改善肺血管痉挛减轻肺动脉压力，同时进行液体限制及应用利尿剂减轻心脏前负荷；只有在上述治疗措施临床疗效不佳或出现左心功能不全(如肺水肿，左心室EF下降)时，加用正性肌力药物才是适当的时机，临床可选正性肌力药物如洋地黄类药物、β肾上腺能激动剂、磷酸二酯酶抑制剂或钙增敏剂，由于肺炎并心力衰竭存在β受体密度下调，故β肾上腺能激动剂的选择也需要慎重，由于上述正性肌力药物作用机制并不相同，对于难治性心力衰竭时可以考虑联合用药。在急性心力衰竭治疗中，通常可以选择的扩血管药物为：ACEI类、酚妥拉明或硝普纳，用于减轻心脏后负荷。近年也有学者提出应用小剂量β受体阻滞剂来治疗肺炎合并心力衰竭，β受体阻滞剂作用机制包括可以降低交感神经兴奋性，减慢心率改善心脏舒张功能，降低心肌耗氧量，同时使心肌细胞β受体上调改善心脏功能。国内雷继敏等认为急性心力衰竭尤其合并心动过速者，在足量强心利尿扩血管治疗基础上，应用小剂量美托洛尔安全有效。

虽然肺炎合并心力衰竭的诊断存在争论，临床上仍然根据洋地黄使用后肝脏缩小、心率下降等佐证重症肺炎合并心功能不全的存在，在国际上并不认同这样的观点。从治疗的角度来讲，处理重症病毒性肺炎的同时，减轻前负荷、改善氧交换并降低肺动脉阻力是重要的手段，适当使用强心药物有助于心功能的提升。

引用: 陆国平, 陈伟明. 重症病毒性肺炎与心功能不全 [J] . 中国小儿急救医学,2015,22 (12): 826-828,835.

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