马可·罗西期待着他在国家冰球联盟的新秀赛季。这位 19 岁的新秀是 2019-20 赛季主要青少年冰球运动员中的得分王。现在他准备在明尼苏达狂野队中给人留下深刻印象。在北美联赛于一月份缩短赛季之前,该队在 2020 年联赛选秀中以第九顺位选中了罗西。然而,罗西的职业生涯首秀未能如愿。
在季前训练营中,罗西未能通过体检。一项常规心脏检查显示他的心肌周围有炎症,这种情况被称为心肌炎。如果罗西继续滑冰,他的心脏可能会突然停止跳动,他可能会死亡。虽然他感觉良好,但似乎罗西——或者至少他的心脏——尚未完全从两个月前感染的新冠病毒中恢复过来。
罗西飞回奥地利家乡休养。他将错过整个 56 场比赛的赛季和随后的季后赛。这位年轻的明星非常失望。“他为之努力了这么多个月,他已经准备好一鸣惊人,”罗西的经纪人、前联赛球员塞尔吉·佩耶说。佩耶说,对于罗西来说,这“非常出乎意料”。这也让许多心脏病专家感到惊讶。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
已知其他病毒会感染心脏并引发炎症。例如,柯萨奇病毒是心肌炎和其他心肌缺陷的主要原因。当这些病毒病原体侵袭时,人们通常会出现胸痛、呼吸急促或其他明显的疾病迹象。SARS-CoV-2,即导致 COVID-19 的病毒,则有所不同。不仅很少有被诊断出患有冠状病毒引起的心肌炎的人抱怨心脏问题,而且他们也可能几乎没有或根本没有感染症状。
劳尔·米特拉尼是迈阿密大学米勒医学院的心脏电生理学家,位于佛罗里达州。去年,米特拉尼和他的同事给在新冠病毒病康复者中观察到的一系列心脏相关问题命名为:新冠后心脏综合征1。“仍然有很多未知数,”米特拉尼说。“但我们最终担心的是心力衰竭和危险的心律失常。”前者涉及心力衰竭的突然恶化;后者是不规则的心跳。两者都可能引发心源性猝死。
科学家们已经开始在实验室中研究这种现象,将源自干细胞的心脏组织暴露于 SARS-CoV-2,并记录造成的损害。临床医生也正在继续追踪感染过新冠病毒的人,以更好地了解长期的心脏风险。虽然现在做出明确的结论还为时过早,但使用磁共振成像 (MRI) 观察到的心脏损伤和炎症的程度——磁共振成像是诊断心肌炎的最明确和最全面的工具——已使该领域高度警惕。
俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心(位于哥伦布)的心脏病专家 Saurabh Rajpal 说:“我们需要更多地了解这些 MRI 异常意味着什么。”
铭记于心
从新冠病毒病大流行的最初几天起,很明显,冠状病毒正在对心脏造成严重破坏。最初的报告描述了血液中肌钙蛋白水平令人担忧地升高的人,这是心脏损伤的指标。
急性心力衰竭、心律失常和血栓都是因新冠病毒病住院的人的问题。尸检经常显示心脏组织内存在病毒遗传物质的迹象,这是 SARS-CoV-2 入侵肺细胞的受体也大量存在于心脏组织中的结果。
研究人员很快发现,新冠病毒病对心脏的破坏性影响不仅限于有症状的人,甚至也不限于正在感染的人。去年七月,研究人员描述了2 最近感染过新冠病毒的人(其中一些人是无症状的)的心脏扫描中发现的异常影像学结果。在研究的 100 人中,78 人在感染后约两个月出现某种心脏不规则现象,60 人表现出持续的心肌炎症迹象。

健康的心肌(左)具有允许它们收缩的长纤维。病毒 SARS-CoV-2 导致这些纤维断裂(右),这可能解释了在感染过新冠病毒的人身上看到的持久性心脏影响。来源:格拉德斯通研究所
米特拉尼说:“这非常令人担忧,并引起了很大的轰动。”特别是,考虑到心肌炎对运动员构成的特别严重的风险,新冠病毒病可能会悄无声息地对心脏造成持续损害的想法在运动医学界敲响了警钟。由于“潜在的严重心脏副作用”,去年八月,美国几所大学的联盟暂时暂停了他们的赛季。
通常,如果运动员被诊断出患有心肌炎,他们将被停赛至少三个月,以便让心脏有机会痊愈。但该决定通常是在人们表现出疾病的外在迹象后做出的。医生不确定如何建议感染新冠病毒病后患有亚临床心肌炎的运动员,这种心肌炎只能通过 MRI 扫描仪检测到。
Rajpal 及其同事的初步报告似乎证实了许多人的担忧。一项对 26 名新冠病毒病检测呈阳性的大学运动员的研究发现,其中 4 人有长期心脏炎症的迹象,所有这些人都是无症状或患有轻度疾病3。然而,该研究并未包括非运动员组进行比较。威斯康星大学麦迪逊分校的放射科医生斯科特·里德尔等临床医生很快指出,在一些年轻健康的运动员中,提示心肌炎的影像学异常可能仅仅反映了由于高强度耐力训练而发生的心脏变化。“运动员重塑是一个潜在的混淆因素,”里德尔说。Rajpal 也承认初步研究的局限性。
里德尔和其他人对数千名运动员进行了更多受控分析,包括专业运动员4 和业余运动员5–7。总的来说,他们已经向下修正了估计值,现在认为持续性心肌炎影响了 1% 到 5% 的感染新冠病毒病的精英运动员——这个发病率足够低,以至于大多数体育机构不再觉得有必要因心脏问题而取消或推迟赛事,但又足够高,足以让他们考虑到个别球员的安全。
诊断不确定性
许多体育组织要求被诊断出患有新冠病毒病的运动员在被允许重返比赛之前接受一系列心脏检查。例如,所有在疫情期间恢复比赛的北美主要职业体育联盟都强制要求从新冠病毒病中康复的运动员进行肌钙蛋白血液检查、心电图(测量心脏的电活动)和超声心动图(测量心脏的结构和功能),如果发现任何可疑情况,则进行 MRI 和其他检查。
这些筛查协议是在疫情早期出于高度谨慎而实施的。但根据新出现的数据,专家们正在争论,这些协议是拯救生命的明智选择,还是代表了过度诊断。如果像马可·罗西这样的球员是异类,那么对每个感染 SARS-CoV-2 但仍然无症状的运动员进行所有这些常规检查是否有意义?
例如,心脏 MRI 是一项昂贵的程序,其结果可能会因心脏重塑而变得复杂。而且由于诊断率低,一个体育项目可能需要花费超过 50 万美元的扫描费用才能发现一例该病症。
当然,这些罕见的诊断可能对像罗西这样的运动员至关重要。包括美国的一名大学橄榄球运动员和塞尔维亚的一名职业篮球运动员在内的几位顶级运动员在感染新冠病毒病后死于心脏并发症,并且可以想象,更早地诊断出心肌炎可能会让这些人远离赛场或球场。
对于从新冠病毒病中康复的非运动员来说,大多数心脏病专家都认为没有必要进行全面的心血管检查——临床证据表明,大多数感染后没有出现心脏并发症的人至少在短期内没有什么可担心的。西班牙巴塞罗那临床医院的介入心脏病专家路易斯·奥尔特加·帕兹花费了数月时间追踪数百名从新冠病毒病中康复的人,他没有看到心血管后遗症(如心脏病发作或中风)的发病率上升。“现在的重点应该是长期结果,”奥尔特加·帕兹说,“这样我们才能全面了解这种疾病。”
加利福尼亚州旧金山格拉德斯通研究所的干细胞研究员布鲁斯·康克林对此表示赞同。他的父亲在儿童时期患上猩红热,当时还没有抗生素来治疗这种细菌性疾病。这种疾病导致他父亲的心脏内部出现疤痕,几十年后不得不进行瓣膜置换手术。康克林想知道新冠病毒病是否会在多年后产生类似的后果。“你确实会担心长期是否会出现问题,”他说。
这就是为什么格拉德斯通和其他地方的研究人员转向组织工程心脏模型——既要研究 SARS-CoV-2 感染的分子后果,理想情况下,还要找到阻止或逆转损害的方法。
收缩力丧失
例如,康克林的团队诱导从健康捐献者的皮肤中提取的重编程干细胞形成心肌细胞——并发现病毒猛烈地攻击这些细胞。“感染力真的非常惊人,”他说。
受感染的心肌细胞的收缩机制中存在一系列遗传和结构缺陷8。在显微镜下,研究人员可以看到称为肌节的收缩丝都被切碎了。“类似于人们想象的切面包做三明治,”康克林说。
这些发现与另一份描述源自干细胞的 SARS-CoV-2 感染心脏模型的报告不谋而合9。在暴露于病毒后,迷你心脏难以正常跳动,它们的肌节紊乱,受感染的细胞释放出大量的细胞因子(一种炎症应激信号),然后最终死亡。
罗西希望他的心脏组织没有受到那种不可修复的损害。他一直在休息并定期接受医疗评估,并且像所有国家冰球联盟球员一样,他对在下一个更正常的冰球赛季于十月开始时再次在球迷面前比赛感到兴奋。
在二月份的一条推文中,他写道:“像许多人一样,我最初感到震惊和非常失望,但目前我非常乐观,我的健康状况良好,可以恢复训练/比赛。”到那时,疫情有望成为过去,未来的体育明星不会遭受同样的命运。
本文是《自然展望:心脏健康》的一部分,这是一份编辑上独立的增刊,由第三方资助制作。 关于此内容。
参考文献
Mitrani, R. D., Dabas, N. & Goldberger, J. J. Heart Rhythm 17, 1984–1990 (2020).
Puntmann, V. O. et al. JAMA Cardiol. 5, 1265–1273 (2020).
Rajpal, S. et al. JAMA Cardiol. 6, 116–118 (2021).
Martinez, M. W. et al. JAMA Cardiol. https://doi.org/10.1001/jamacardio.2021.0565 (2021)
Starekova, J. et al. JAMA Cardiol. https://doi.org/10.1001/jamacardio.2020.7444 (2021).
Clark, D. E. et al. Circulation 143, 609–612 (2021).
Hwang, C. E. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.01.07.21249407 (2021).
Perez-Bermejo, J. A. et al. Sci. Transl. Med 13, eabf7872 (2021).
Bailey, A. L. et al. JACC Basic Transl. Sci. 6, 331–345 (2021).