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Dec. 13 2021

COVID-19如何傷害我們的心臟?

  • 這張彩色胸腔X光影像顯示一名74歲女性COVID-19病患的肥大心臟。有些病患從COVID-19康復的幾個月後持續出現心血管症狀──即使他們的胸腔掃描及其他檢查結果都正常也一樣。PHOTOGRAPH BY P. MARAZZI/SCIENCE SOURCE

    這張彩色胸腔X光影像顯示一名74歲女性COVID-19病患的肥大心臟。有些病患從COVID-19康復的幾個月後持續出現心血管症狀──即使他們的胸腔掃描及其他檢查結果都正常也一樣。PHOTOGRAPH BY P. MARAZZI/SCIENCE SOURCE

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許多病患即使從COVID-19康復之後,仍出現心悸、胸痛、呼吸急促的症狀。不過,新研究提供了懷抱希望的理由。

丹妮爾.赫夫(Danielle Huff)第一次注意到自己胸口作痛時,正在跑步機上。當時她剛從嚴重的COVID-19康復大約兩三週,而在罹病期間,她出現了幾乎所有可以想像得到的症狀:喉嚨痛、頭痛、鼻塞、咳嗽、嗅覺喪失、身體痠痛、輕微結膜炎,以及就像胸口壓著一顆保齡球的持續胸悶。

但康復之後出現的胸痛是不一樣的,那是突然出現的劇烈疼痛。赫夫是一名住在伊利諾州的三十幾歲學校行政人員,她有心臟問題的家族病史,而她擔心這種胸痛可能表示某種嚴重的問題。雖然她一直努力過著健康的生活,比如每天做瑜珈或散步,但她很快發現自己太害怕而無法運動。

「當時已經到了我沒辦法去運動的程度。」她說:「我害怕胸痛,因為我不知道那是什麼問題。」最後,她的醫生將她轉介給一位心臟科醫師,這位醫師專攻治療從COVID-19康復卻依然有心臟症狀的病患。

科學家從疫情大流行的最初幾個月就已經懷疑,COVID-19不只是肺臟疾病,也是心血管疾病。紐約大學朗格尼醫學院的心血管疾病預防中心主任傑佛瑞.柏格(Jeffrey Berger)說:「我們從很早很早之前就發覺,血栓形成扮演了重要角色。」早在2020年3月,臨床醫師就發現病患有異常高的血栓發生率,使心臟病發作和中風的病例增加。屍體解剖也顯示,大量微小血塊出現在醫生通常不會發現血塊的部位,例如肝臟及腎臟。

如今我們已經知道,COVID-19的心血管損傷並不是在病患從最初感染康復之後就馬上緩解。對某些病患而言,在身體清除病毒的數月之後,磁振造影掃描仍顯示出發炎的跡象。其他病患則持續有較高濃度的肌鈣蛋白(troponin),這種化學物質會在心肌受損時釋放到血液中。

奇怪的是,赫夫接受了一連串與心臟相關的檢查,結果一切正常。儘管如此,她依然發現自己呼吸急促到必須離開瑜珈課,而且她在學校大樓四處走動時,也需要坐下來休息。此外,她從COVID-19康復大約一個月後,開始不時感到心悸。

更神祕的是,有些之前只罹患輕症甚至無症狀COVID-19的人也表示,自己出現了長久持續的症狀,例如心悸、胸痛、呼吸急促、極度疲勞。科學家依然對這些症狀的原因感到費解。

詹姆斯.迪雷蒙斯(James de Lemos)說:「對我來說,這些人絕對出現了真正的症狀。」他是德州西南大學醫學中心的心臟科醫師,也是美國心臟協會COVID-19心血管疾病登記指導委員會的共同主席。「問題是,症狀是否由心臟的某種損傷導致,只是我們沒看見?」

不過,我們仍有懷抱希望的理由。研究人員已經取得進展,逐漸了解如何避免COVID-19攻擊心臟及血管。與此同時,臨床醫師日益了解如何治療「COVID長期症狀」(Long COVID),而嚴謹的研究也正在進行中,以協助探索這些症狀的原因。

COVID-19如何攻擊心血管系統

臨床醫師很快就在2020年年初發現,使用抗凝血劑來防止血液凝固,會提升中度COVID-19病患的存活率。但柏格說,他們也逐漸發覺,致命的血栓形成所導致的問題無法只用抗凝血療法治療。

他說:「四分之一的病患依然在垂死掙扎或需要器官支持。」

在過去五到十年內,科學家已經開始了解,在人類免疫缺陷病毒、乾癬、狼瘡、類風溼性關節炎等其他疾病,血小板會協助引發有害的凝血和發炎。這些微小的圓形血液細胞有一個重要功能:透過附著在破損的血管上及形成血塊來止血。因此,柏格和一群研究人員決定研究血小板在COVID-19可能扮演的角色。

「我們發現結果跟我們預期的完全不一樣,」柏格說:「就像是有人改變了這些血小板的基因結構。」

在一項發表於《科學進展》(Science Advances)的研究中,研究人員表示,病毒能進入巨核細胞,也就是製造血小板的骨髓細胞。接著,被感染的細胞會改變血小板內的遺傳物質,使血小板變得更活躍,並發出讓血管內壁變黏及發炎的蛋白質訊號。這使血管更容易產生能散布到全身的血塊。

科學家也發現,病毒會削弱血管內壁組織的連結,使血管容易滲漏而無法密封,此時就會如我們預期一樣出現血塊。

臺拉維夫大學的生醫工程師班.莫茲(Ben Maoz)說:「這就像是一把雙刃劍。」他是近期一項研究的主要作者,該研究找到了對血管內壁造成最大傷害的SARS-CoV-2蛋白。他說,COVID-19不知怎地「以一種雙重又相反的方式」影響血管。

滲漏的血管使血液和體內其他化學物質流進它們原本不應該去的地方,包括肺泡和其他器官的組織。這可能造成一系列下游效應,從許多重症COVID-19都有的肺水腫,到肝臟、腎臟,當然還有心臟的併發症都涵蓋在內。

莫茲說:「原本屏蔽在外的東西突然衝進來了。」他把這種狀況造成的傷害比喻為破洞的垃圾袋:這些破洞會讓一些垃圾回頭滲進家裡。其中一些後續傷害會馬上就顯現出來,例如臭味及汙水。但其他後續傷害可能在幾個月內都不明顯,比如由此而來的鼠害。這種傷害的程度會取決於滲漏的嚴重性及持續時間。

後COVID症狀

不過,目前我們並不清楚這種血管損傷跟COVID-19康復病患持續存在的心血管症狀到底有什麼關聯。莫茲指出,病毒會以許多難以理清的複雜方式來造成傷害。然而,臨床醫師不斷見到心臟組織受損的症狀,例如心肌炎,或是在感染COVID-19而住院的幾個月後仍有高濃度肌鈣蛋白。

柏格說,導致如此嚴重發炎的病毒在康復後有殘餘後果,並不是特別的現象,對於需要住院的中度或重度病患尤其如此。令人擔憂的是,有些無症狀、輕度或中度病情的病患也有類似的心臟損傷跡象,包括兒童。

不過,迪雷蒙斯說,不斷增加的證據顯示,因COVID-19產生的心肌炎比大家原本認為的更罕見。美國疾病管制與預防中心在9月的一項研究顯示,COVID-19病患感染心肌炎的風險比非COVID-19病患高了將近16倍。然而,該研究的結論是心肌炎在這兩種族群都不常見,而且COVID-19造成心肌炎的風險只有0.146%。迪雷蒙斯說,心肌炎也的確會在數月內痊癒。

他說:「在追蹤期間重新評估時,這些曾經罹患心肌炎的心臟大都看起來相當正常。」

不過,還有一些像赫夫一樣的病患。心臟科醫師亞曼達.維爾瑪(Amanda Verma)在聖路易斯的華盛頓大學醫學院後COVID門診治療赫夫,她說有些病患就診時的主訴是胸痛,但他們的壓力檢查結果正常。其他病患的主訴則是心悸,可是當他們裝上心率監測器時,他們的心律看起來也是正常的。儘管如此,維爾瑪說這些檢查沒有展現出完整情況。

她說:「如果你稍微深入探究,就會注意到心率模式不太正常。」雖然人在走路時心率應該增加,但年輕病患及強壯病患只是在房間內走動或睡著時,他們的心率從60跳到120是不正常的──這就是發生在赫夫身上的狀況。

維爾瑪說,這種異常增加表示COVID-19引起了自主神經系統的功能異常,而自主神經系統是自動控制呼吸及心跳等重要功能的神經細胞路徑;這是演化的「戰或逃」(fight or flight)反應的一部分,讓你的身體能夠發揮作用,卻不需要受到有意識的指示。對於COVID-19長期患者而言,這套系統似乎出問題了。

「病患常常告訴我,他們在一天結束時累壞了──這是當然的,如果你的心率一整天都那麼高,誰不會累呢?」維爾瑪說:「這就像是你一整天都在奔跑。」

科學家尚未了解COVID-19造成這類功能異常的機制。有些假設認為,這可能是身體對病毒產生的過度免疫反應所致,或者甚至可能與性荷爾蒙有關,因為女性比男性更有可能成為COVID-19長期病患。無論是哪種原因,由於無法命名這種症候群,所以很難讓保險公司承保治療;這也令病患感到惱怒,因為他們覺得自己的症狀並未受到重視。

「對於飽受這種症候群折磨的病患來說,這是非常令人沮喪的事,因為他們得不到答案。」迪雷蒙斯說:「在某種程度上來說,證明這種症候群真實存在是第一步。這是真實的疾病,我們只是還沒了解它。」

懷抱希望的理由

研究人員已經在尋找可以降低COVID-19嚴重性且最終改善心血管問題的治療,目前逐漸有所進展。柏格和他的團隊正在研究針對血小板的藥物,以防止血小板活化並產生血栓。

與此同時,莫茲和他的團隊已經找到五種對血管內壁造成最大傷害的病毒蛋白質。他們正在測試一種模型,該模型將能讓研究人員辨識出對身體其他部位造成傷害的蛋白質。這種分子上的理解將有助於開發可以阻擋特定蛋白質攻擊血管及造成嚴重疾病的藥物。

「看到我們這麼快就能適應並回答基本問題,真是太棒了。」柏格說:「科學進步的速度已經大幅提升。」

但他承認,這些會避免血小板凝集或阻止病毒蛋白質攻擊血管的潛在藥物都無法幫助已經罹患COVID長期症狀的人。為了幫助這些人,科學家最終需要了解這一系列奇怪症狀背後的原因。

今年稍早,美國國家衛生研究院(NIH)啟動了一項合作研究計畫,這將會支持兒童與成人長期COVID-19的大規模研究。維爾瑪也說,專攻長期COVID-19的臨床醫師開始尋找方法來治療這種疾病,從開立抗發炎藥物治療胸痛,到在病患心率失控時降低病患血壓,都是治療長期COVID-19的方法。就算是運動都能有所幫助,前提是需要受到仔細監督及規劃,才不會讓疲勞加劇。

目前也有軼事性證據顯示,長期COVID能隨著時間逐漸緩解──即使可能需要一年到18個月的時間。維爾瑪說,她已經能夠讓一些病患停藥,而且許多尚未完全康復的病患在治療後確實感覺比較舒服。

「不過,最重要的問題是,這會不會在未來10或15年內影響他們的健康?」她說:「這種疾病是不是做了什麼我們看不見的事呢?」

對赫夫而言,情況已經好轉。她服用藥物治療高血壓及心率加快後,心悸和呼吸急促的問題已經逐漸消失。有趣的是,自她13歲以來一直頻繁發生的偏頭痛也逐漸消失了。她依然因為非常害怕胸痛而沒有恢復運動,但她希望,當大家一起努力了解COVID-19的長期影響時,持續進行的研究及醫病之間開誠布公的溝通能提供答案。

「我們還有很多需要學習的地方,我可以理解那種不知道發生什麼事的沮喪感。」她說:「但我已經接受現實,也就是我現在沒辦法得到所有答案。」

 

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