自大流行早期以來，COVID-19一直被認為與心臟問題有關，包括泵血能力降低和心律異常。但這些問題是由感染心臟的病毒引起的，還是由身體其他地方的病毒感染引起的炎癥反應，這一直是一個懸而未決的問題。這樣的細節對於理解如何最好地治療影響心臟的新冠病毒感染有意義。
來自華盛頓大學（聖路易斯）醫學院的一項新研究提供瞭證據，證明COVID-19患者的心臟損傷是由病毒入侵並在心肌細胞內復制引起的，導致細胞死亡並幹擾心肌收縮。研究人員使用幹細胞來設計心臟組織，該組織是人類感染的模型，可以幫助研究該疾病和開發可能的治療方法。
該研究於2021年2月26日發表在《美國心臟病學會雜志：轉化科學基礎》上。
“在大流行的早期，我們有證據表明這種冠狀病毒可以導致一般健康人的心力衰竭或心臟損傷，這對心臟病學界來說是令人震驚的，”研究高級作者、醫學副教授Kory J. Lavine博士說。“甚至一些大學運動員在感染COVID-19後被批準回到競技體育中，後來在心臟中出現瞭疤痕。一直以來，人們都在爭論這到底是由於心臟的直接感染，還是由於肺部感染而產生的全身性炎癥反應。”
“我們的研究是獨一無二的，因為它明確表明，在出現心力衰竭的COVID-19患者中，病毒感染瞭心臟，特別是心肌細胞。”
Lavine和他的同事們--包括合作者Michael S. Diamond醫學博士，Herbert S. Gasser醫學教授，以及Michael J. Greenberg博士，生物化學和分子生物物理學助理教授--也使用幹細胞來設計組織，模擬人類心臟組織如何收縮。通過研究這些心臟組織模型，他們確定病毒感染不僅會殺死心肌細胞，還會破壞負責心肌收縮的肌肉纖維單位。
他們的研究還表明，即使在沒有炎癥的情況下，這種細胞死亡和心肌纖維的損失也會發生。“炎癥可能是病毒造成的損害之上的第二次打擊，但炎癥本身並不是心臟損傷的最初原因，”Lavine說。
其他病毒感染長期以來一直與心臟損傷有關，但Lavine說，導致COVID-19的病毒SARS-CoV-2對心臟的影響是獨特的，特別是在應對感染的免疫細胞方面。在COVID-19中，被稱為巨噬細胞、單核細胞和樹突狀細胞的免疫細胞主導瞭免疫反應。對於大多數影響心臟的其他病毒，免疫系統的T細胞和B細胞都在現場。
“與其他病毒相比，COVID-19在心臟中引起瞭不同的免疫反應，我們還不知道這意味著什麼，”Lavine說。“一般來說，看到的免疫細胞對其他病毒的反應往往與相對較短的疾病有關，通過支持性護理解決。但我們在COVID-19心臟病患者中看到的免疫細胞往往與一種可能產生長期後果的慢性疾病有關。這些都是關聯，所以我們需要更多的研究來瞭解發生瞭什麼。”
這些心臟損傷中的因果關系問題一直難以回答，部分原因是研究COVID-19患者的心臟組織存在困難。研究人員通過研究4名COVID-19患者的組織來驗證他們的發現，這些患者的心臟損傷與感染有關，但還需要更多的研究。
為此，Lavine和Diamond正在努力開發一種心臟損傷的小鼠模型。為瞭強調這項工作的緊迫性，Lavine指出，COVID-19可能造成的心臟損傷具有隱蔽性。
“即使是癥狀非常輕微的年輕人，以後也會出現心臟問題，限制他們的運動能力，”Lavine說。“我們希望瞭解發生瞭什麼，以便我們能夠預防或治療它。同時，我們希望每個人都能認真對待這種病毒，並盡最大努力采取預防措施，阻止病毒的傳播，這樣我們就不會在未來出現更大規模的可預防心臟病的大流行。”
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