ポスト患者の機能状態と疲労に関連した心臓機能

Scientific Reports volume 12、記事番号: 19575 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

新型コロナウイルス感染後症候群（PCS）の患者は、心臓病学的評価のために頻繁に紹介されます。私たちは、PCS患者の機能状態と疲労に関連する心機能とバイオマーカーを評価しました。この前向き単一施設コホート研究には、COVID-19 感染後に症状が持続する患者 227 人が含まれていました。最も頻繁にみられた訴えは、疲労 (70%)、呼吸困難 (56%)、神経認知症状 (34%)、胸痛 (28%) でした。標準化されたアンケートを使用して、Post-COVID-Functional-Scale（PCFS）と疲労（MFI-20）を評価しました。疲労の重症度は年齢と逆相関し、心血管疾患、心エコー所見、バイオマーカーとは相関しなかった。同様に、軽度から中等度の機能障害 (PCFS 1 ～ 3) は心血管の変化と相関しませんでした。しかし、重大な機能障害のある患者のサブグループ（PCFS = 4）では、より頻繁に心血管疾患の併存疾患、バイオマーカー、および全体縦方向ひずみ（GLS）の障害が見られました。トロポニン T が上昇した患者は、異常な GLS、左心室駆出率の低下、および三尖弁輪面収縮期可動域の障害を示しました。 PCS 患者の大部分は正常な心機能を示します。重度の機能障害のある患者およびトロポニン T が上昇している患者の少数のサブグループのみが心機能障害のリスクにさらされており、心臓専門医による専門的な治療の恩恵を受ける可能性が高くなります。

SARS-CoV-2 感染症の急性後遺症（PACS）には、新型コロナウイルス感染症から 4 週間を超えて持続する症状が含まれます1,2。世界保健機関は、新型コロナウイルス感染症後症候群 (PCS) を、感染後 3 か月継続し、2 か月以上持続し、別の病気では説明できない症状と定義しています 3,4。 PACSとPCSは長期コロナ症候群（LCS）としてまとめられています。報告されている PCS の有病率は、研究対象集団および研究デザインによって異なります 5、6、7、8、9。女性に偏る傾向が観察されましたが、さらなる危険因子は不明のままです10。

慢性疲労は、PCS 患者の間で最も頻繁に見られる症状です11。疲労は、運動後に不均衡に続き、睡眠や休息の後も十分に改善されない、主観的に認識される疲労です（運動後倦怠感、PEM）。心臓疾患も疲労や、呼吸困難、運動不耐症、動悸、胸痛、不安、うつ病などの PCS に関連するいくつかの追加症状を引き起こす可能性があります 11、12、13。新型コロナウイルス感染症の急性期には心血管イベントのリスクが増加し 14、PACS 患者では心血管機能とバイオマーカーに変化が見られます 2、15、16、17。ただし、心室駆出率（LVEF）、全体縦方向ひずみ（GLS）、高感受性（hs）トロポニン T、および N 末端プロ脳ナトリウム利尿ペプチド（NT-proBNP）に対する影響は小さく、主に次のような症状のある人に観察される可能性があります。新型コロナウイルス感染症の重篤な経過14,17。心臓病学を受診した軽度の新型コロナウイルス感染症後の患者における臨床症状と心臓所見との関連性は報告されていない。したがって、この研究は、PCS患者における心臓バイオマーカーを含む心臓機能と疲労などの臨床症状との相関を評価することを目的としました。

この前向き単一施設コホート研究には、2021年4月から12月までの外来診療所の患者234人が含まれた。対象基準は、新型コロナウイルス感染症の急性経過から少なくとも3か月以内に発症し、SARS-CoV-2ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）検査で新型コロナウイルス感染が確認されたこと、そして新型コロナウイルス感染症の急性経過から12週間後に少なくとも1つの症状が持続していることである。 -19. 18歳未満の個人は除外されました。新型コロナウイルス感染症の急性経過中の初期評価は実施されなかった。 2人の患者はPCR陽性でなかったが、5人の患者は同意を撤回し、残りの227人の患者が含まれて分析された。急性新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の臨床経過は、自己申告の症状の重症度に基づいて、無症状、軽度の症状（病院外での治療）、中等度の症状（入院での治療）、重度の症状（集中治療）に分類された。すべての患者は、臨床検査および心エコー検査だけでなく、機能状態、疲労、うつ病、不安、身体的訴えの標準化された評価を受けました。すべての方法は現在のガイドラインに従って実行されました18、19。この研究は地元の倫理審査委員会（Ethik-Kommission Leipzig、431/20-ek）によって承認され、すべての患者から書面によるインフォームドコンセントが得られました。

5 段階の Post-COVID-Functional-Scale (PCFS) を使用して、PCS 患者における機能障害の重症度および COVID-19 の長期的影響を評価しました20。スケールは 0 (制限なし) から 4 (厳しい制限) までです21。疲労重症度の評価は、多次元疲労インベントリ-20 (MFI-20)22 を使用して実行されました。 MFI-20 は自己申告式のアンケートで、5 つの領域に分類された 20 項目が含まれており、各下位尺度には全身疲労、精神疲労、身体活動、モチベーション、活動の低下の 4 項目が含まれています。各ドメインのスコアは 4 ～ 20 ポイントの範囲であり、値が高いほど疲労度が高いことを示します。疲労の発現は年齢と性別によって異なります22、23、24。ドメインは、一般集団の平均値を考慮して、第 3 四分位数を超える値として定義されました 22。 MFI-20 は、健康な個人およびいくつかの異なる疾患コホートで検証されています 7、23、24、25。追加のアンケートを使用して、うつ病（患者健康質問票-9 / PHQ-9）、不安（全般性不安障害評価-7 / GAD-7）、身体的訴えを評価しました。患者健康質問票-15 / PHQ-15）26,27,28 、29。

臨床検査は、ライプツィヒ大学病院 (ISO 17025 および 15189 の認定) でサンプル収集日に実施されました。血清 hs トロポニン T および NT-proBNP 分析は、cobas® 8000 e801 モジュール (Roche Diagnostics、マンハイム、ドイツ) の電気化学発光イムノアッセイ「hs トロポニン T」(REF 09315357190) および「NT-proBNP II」(REF 09315284190) を使用して実行されました。）。サブグループ分析は、hs トロポニン T の上昇（カットオフ 14 pg/ml）および NT-proBNP の上昇（カットオフ 125 pg/ml）を有する患者で実施されました 30,31。

免疫状態に関する情報を提供するために、SARS-CoV-2 のスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン (RBD) およびヌクレオカプシドタンパク質に対する抗体の濃度が、市販の Abbott SARS-CoV-2 IgG II Quant (それぞれ REF 6R86-22) および SARS-CoV-2 IgG (REF 6S60-22) アッセイ。両方のアッセイは、ARCHITECT i2000SR システム (Abbott、シカゴ、米国) を使用して実行されました。 WHO 結合抗体単位 (BAU/ml) の値を得るために、任意の単位 (AU/ml) での検査固有の値に補正係数 0.142 を掛けました。

経胸壁心エコー検査はGE Vivid E95を使用して実施されました。左心室 (LV) と右心室 (RV) の寸法、容積、ならびに LV および RV の機能は、米国心エコー図学会 (ASE) および欧州心血管画像学会 (EACVI) の推奨に従って測定されました32。 LV 評価には、LV 拡張末期直径 (LVEDD)、LV 拡張末期容積 (LVEDV)、LV 収縮終期容積 (LVESV)、左心房直径 (LAD)、左心房容積指数 (LAVI)、および左心室駆出率 ( LVEF）。 RV の評価には、RV 拡張末期直径 (RVEDD)、右心房面積 (RAA)、三尖弁輪面収縮期可動域 (TAPSE)、および収縮期肺動脈圧 (sPAP) が含まれました。現在の心不全 ESC ガイドライン 31 によれば、LVEF > 50% は LV 機能が維持されていると定義されました。 2 次元スペックル追跡解析が 3 つの標準的な頂端面で実行され、全体的な縦ひずみ (GLS) が計算されました 33。 GLS のカットオフとして、ひずみ測定の正常範囲に従って -16.7% を使用しました 34。

統計分析は、Windows 用 SPSS 統計、バージョン 27.0 ニューヨーク州アーモンク: IBM Corp. を使用して実行されました。記述分析では、連続データは平均 / 標準偏差として、カテゴリデータは絶対数 / パーセントとして表示されます。サブグループ分析は、PCFS、MFI-20、LVEF および GLS 四分位に従って実行されました。パラメータは、Shapiro-Wilk-Test を使用して正規分布についてテストされました。正規分布を持たないすべてのパラメータはノンパラメトリック検定によって分析されました。 Mann-Whitney-U-Test と Kruskal-Wallis-Test を使用して連続変数を検定しました。カイ二乗検定を使用してカテゴリ変数を検定しました。 AP 値 < 0.05 は有意であるとみなされました。

227 人の患者の特徴を表 1 (PCFS) および表 2 (MFI-20) に示します。人口の64.3%が女性でした。平均年齢は50±15.1歳であった。患者の5.7％は無症状、82.8％は軽症、10.1％は中等症で入院を伴い、1.3％は集中治療が必要であった。感染（最初の PCR 陽性の日）から PCS の受診までの平均期間は 7 か月（範囲：3 か月～18 か月）でした。ドイツでは2021年夏にワクチン接種が広く利用可能になった。したがって、この研究の患者のうちSARS-CoV2感染時にワクチン接種を受けていたのは2人だけだった。患者の約20％がSARS-CoV2感染後にワクチン接種を受けていた。 2回以上のワクチン接種を受けた患者はいなかった。ワクチン接種と評価されたパラメータの間に統計的な差異はありませんでした。新型コロナウイルス感染症後の抗体価を表1、表2に示します。

最も頻繁に自己申告された症状は疲労 (70%) と呼吸困難 (56%) でした (図 1)。 PHQ-9 (うつ病)、GAD-7 (不安)、PHQ-15 (身体症状) のスコアが高いほど、機能制限/PCFS および疲労/MFI-20 と相関していました (P < 0.001)。

相談時の症状。新型コロナウイルス感染症後症候群の外来患者の自己申告症状の有病率、n = 227。

PCFSスコアが高い患者は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の重篤な臨床経過を報告する可能性が高かった（P < 0.001）。 PCFS の機能障害は、2 型糖尿病と肥満を除き、心臓の併存疾患と相関しませんでした (表 1)。 PCFS によれば、より多くの併存疾患が高次機能障害の予測につながりました (P < 0.013)。 PCFS グループ 0 ～ 3 の患者は、正常範囲内の臨床検査パラメータを示しました (図 1)。研究対象集団の 4% (n = 9) のみが、PCFS カテゴリー 4 の重大な機能障害を示しました。心筋ストレスの有意に高いマーカー、hs トロポニン T および NT-proBNP がこのサブグループを特徴づけていました。 PCFS 4のグループの患者は糖尿病を患う頻度が高かった(P < 0.001)。

心エコー検査では、PCFS グループ間の LVEF、TAPSE、LVEDV、LVESV、LAVI、RVEDD、RAA、および sPAP に関連する差異は示されませんでした。しかし、PCFS グループ 4 の患者は、PCFS グループ 0 ～ 3 の患者と比較して、GLS、RVEDD、および sPAP が高かった（P < 0.001）（表 1 および図 2）。

心臓バイオマーカー、心エコー検査パラメーター、および新型コロナウイルス感染症後の機能スケール。上のパネル: 5 点 PCFS によって階層化された高感受性トロポニン T および N 末端プロ脳ナトリウム利尿ペプチドの平均血清濃度 (* P < 0.001)。下のパネル: PCFS によって階層化された LVEF および GLS の平均測定値 (P < 0.001*)。 PCFS = Post COVID Functional Scale、hs トロポニン T = 高感度トロポニン T。 NT-proBNP = N 末端プロ脳ナトリウム利尿ペプチド。 LVEF = 左心室駆出率。 GLS = 全縦ひずみ。

疲労の陽性領域がより多い患者は若かった(P < 0.001)。 MFI-20では、疲労のレベルは高血圧、脂質異常症、肥満、2型糖尿病などの心臓併存疾患と相関しなかった(表2)。より多くの併存疾患があることは、MFI-20 のスコアがより高いことを予測するものではありませんでした (P = 0.223)。

MFI-20 の陽性ドメインと実験室パラメーターとの相関はありませんでした。 Hs トロポニン T および NT-proBNP は、最高の MFI-20 カテゴリーでは増加しませんでした (表 2)。分析された心エコー検査パラメーター LVEF、TAPSE、LVEDV、LVESV、LAVI、RVEDD、RAA、sPAP では、疲労カテゴリー間に有意差は示されませんでした。 GLS はわずかに高く、5/5 pos の患者では -19% でした。ドメインが 0 ～ 4 の患者では -20% であるのに対し、ドメイン (P = 0.012)。

LVEFが低い患者は男性である可能性が高く（P = 0.004）、肥満（P = 0.013）、GLSが低い（P = 0.001）、TAPSEが低い（P = 0.004）（補足表1）。 hs トロポニン T の平均値 (P = 0.015) および hs トロポニン T がカットオフ > 14 pg/ml を超える患者の割合 (P = 0.003) は、LVEF の最低四分位で高かった。

GLSの下位四分位に属する患者は、男性である可能性が高く(P < 0.001)、肥満(P = 0.004)および冠動脈疾患(P = 0.005)を有する可能性が高かった。 GLS が低い患者は、LVEF (P = 0.002) および TAPSE (P = 0.002) が低くなります (補足表 2)。 Hs トロポニン T と NT-proBNP は、GLS 四分位に関して有意な差を示さなかった。

患者の 15% が 14 pg/ml 以上の hs トロポニンを示し、これらの患者の 55.6% が PCFS 4 でした。 hs トロポニン T レベルが 14 pg/ml を超える患者は高齢であり (P < 0.001)、以下のような併存疾患を患う可能性が高くなります。高血圧、脂質異常症、糖尿病、冠動脈疾患、肥満 (P < 0.001)。彼らは、より高いGLS（P = 0.008）、sPAP（P = 0.01）、LVEDV（P = 0.04）、より低いLVEF（P < 0.001）およびTAPSE（P = 0.001）を示しました（図3）。注目すべきことに、正常なhsトロポニンTを有する患者の中に、LVEFまたはGLSが障害されていなかった。

心エコー検査パラメータと心臓バイオマーカーとの関連性。上のパネルは、hs トロポニン T カットオフ 14 pg/ml に基づく LVEF、GLS、TAPSE の箱ひげ図です29。下のパネルは、NT-proBNP カットオフ 125 pg/ml30 に基づく LVEF、GLS、TAPSE の箱ひげ図です。 Hs トロポニン T = 高感受性トロポニン T; NT-proBNP = N 末端プロ脳ナトリウム利尿ペプチド。 LVEF = 左心室駆出率。 GLS = 全体的な縦ひずみ。 TAPSE = 三尖弁輪状単純収縮期変位。

患者の 40% は 125 pg/ml を超える NT-proBNP を有し、これらの患者の 15% は PCFS 4 を有していた。 NT-proBNP 血清濃度が 125 pg/ml を超える患者は、高血圧 (P = 0.003)、糖尿病を患う可能性がより高かった真性疾患 (P = 0.042) および冠動脈疾患 (P = 0.01)。 GLS、LVEF、またはTAPSEの心エコー検査による定量化は、NT-proBNP > 125 pg/mlの個体で差はありませんでした（図3）。

報告されている症状、特に疲労、呼吸困難、胸痛は、心臓、肺、筋肉、神経精神疾患によって引き起こされる可能性があるため、新型コロナウイルス感染症後症候群の大多数の患者の心臓病学的評価に対する適切なアプローチは依然として困難である35、36、37。。この前向き研究は、心臓バイオマーカーに関連した機能状態 (PCFS) と疲労 (MFI-20) の定量的特徴付けと、心臓検査を受診する典型的な PCS 患者集団の詳細な心エコー検査による評価を提供します。この研究の主な発見は、PCS患者の大多数が、疲労、呼吸困難、または胸痛の症状にもかかわらず、心臓バイオマーカーおよび心エコー検査パラメータが正常範囲内にあることである。重要なことに、正常なhsトロポニンTレベルは、この集団における異常な心機能を事実上排除した。患者の小さなサブグループ (< 5%) のみが心機能障害の兆候を示しました。これらの患者は、重度の機能障害および/またはhsトロポニンTの上昇によって特定できます。

PCS の不均一な症状は、心血管疾患の症状と広く重複しています 12。 PCS の有病率は大規模かつ増加しているため、相談を受けた心臓専門医の課題は、過剰検査と過小検査の両方を回避して最適な診断精密検査を割り当てることです。問題は、PCS38 において測定可能な臓器障害と自覚的に知覚される症状との間に矛盾があることです。私たちのデータは、機能障害に関連する症状は心臓病理を予測するが、疲労に関連する症状は予測しないことを示しています。最初の入院および低酸素血症による肺炎の後に、持続的な高スコアの PCFS が観察されています 39,40,41。 PCS の縦断的研究では、機能状態の障害により、COVID-1942、43、44、45 の重症度に関係なく生活の質が低下することが示されています。私たちの研究では、最も高度な機能障害（PCFSグレード4）を持つ患者は、文献と一致する心臓バイオマーカーの上昇と異常な心エコー所見による心臓病変の証拠を示しました14,46。心臓病理の最も可能性の高い説明は、このサブグループにおける既存の心臓疾患と、著しく重度の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の急性期によって引き起こされる影響です。したがって、この小さくて簡単に特定できる患者のサブグループは、心臓専門医の専門的なケアの恩恵を受ける可能性が高くなります。

私たちの研究は、多くの観察研究と一致して、疲労がPCS患者で最も一般的な症状であることを確認しています1、6、10。 PCS における疲労の発症には多因子があります。慢性疲労症候群（CFS）のウイルス後および免疫学的病因は、コクサッキー、エブスタイン・バール、インフルエンザ、水痘ウイルスを含むいくつかのウイルス疾患について提案されています47。しかし、CFS患者の臨床検査と画像診断にはギャップがあります。したがって、CFS は依然として臨床診断です48。現在までのところ、疲労が新型コロナウイルス感染症 (COVID-1949) の心血管系後遺症によって引き起こされるという証拠はありません。私たちの研究で確認されたように、PCS ではうつ病、不安障害、身体化などの神経精神疾患の発生率が高く、疲労などの神経認知症状の原因となる可能性があります 50,51。したがって、CFS の体系的なスクリーニングを実行する必要があり、PCS 患者では神経精神医学的な鑑別診断を考慮する必要があります。私たちの研究では、PCS患者が報告する症状に対する疲労の重要性が確認されていますが、疲労は心臓の病理とは関連していないようであり、それ自体は心臓病検査を必要としません。

急性または亜急性心筋膜炎、急性冠症候群、不整脈、肺塞栓症として定義される心血管性続発性疾患は、新型コロナウイルス感染症 (COVID-199) の急性経過に限定されるものではありません。 Hs トロポニンとナトリウム利尿ペプチドは、それぞれ心筋細胞損傷と心臓壁ストレスの高感度バイオマーカーです。 SARS-COV2 の軽度から中等度の感染後の PCS 患者では、対応する健康な対照と比較して、より高濃度のトロポニンと NT-proBNP も検出されました 17。新型コロナウイルス感染症患者において、高濃度の hs トロポニン T は心臓損傷の強力なマーカーであり、死亡率の上昇を予測します 53。実際に重要な結果として、私たちの研究は、hs トロポニンが心機能障害のある PCS 患者とない PCS 患者を区別するのに有用であることを示しています。 Hs トロポニン T は心臓病変の検出に使用でき、PCS 患者を心臓専門医に紹介する決定を簡素化します。

いくつかのコホート研究では、急性および急性 SARS-COV2 感染症後の心エコー所見を特徴付けています 16,54,55。スペックル追跡変形異常、特に GLS の低下は、感染の急性期に非常に蔓延しています 56,57。健康な対照と比較して、PCS 患者では GLS が低いことも明らかです 58。追加の観察として、私たちの研究は、GLSと肥満、高齢化、高機能障害との関連を示しています。異常な全体的な縦方向のひずみも予後不良と関連しています 56。これらのデータは、左心室駆出率のみの評価では見逃される可能性のある PCS 患者の心臓損傷を検出するための高感度ツールとしてスペックル追跡分析を裏付けています。

これは単一施設での研究であり、人口の大部分は白人でした。データは他の民族や医療制度でも確認される必要があります。観察期間の中央値は 7 か月でした。したがって、非常に長期的な影響を排除することはできません。 PCSの回復期または潜在的な疾患悪化により、効果は過小評価または過大評価される可能性があります。私たちには健康な対照群が存在しないため、パンデミックによる非ウイルス性の影響を定量化するのは困難です。データは段階を設定し、現時点では利用できない PCS の長期追跡調査や、インフルエンザなどの他のウイルス感染症との重要な比較のベースラインを提供します。

この研究では、新型コロナウイルス感染症後のPCS患者の大多数（95％以上）は、疲労、呼吸困難、胸痛などの症状はあるものの、心エコー検査で評価された心血管疾患は認められず、正常な心機能を持っていることが示された。入院を必要とする複雑な新型コロナウイルス感染症の既往歴のある患者、重度の機能障害、多数の併存疾患のある患者、および高感受性トロポニン上昇のある患者の異なるサブグループは、心機能障害のリスクがあり、したがって専門的な治療の恩恵を受ける可能性が高い。心臓専門医による検査と治療。

現在の研究中に生成されたデータセット、および/または現在の研究中に分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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著者 Paul Baum と Lisa Do も同様に貢献しました。

心臓病科クリニックおよび総合病院、ライプツィヒ大学病院、Liebigstrasse 20、04103、ライプツィヒ、ドイツ

ポール・ボーム、リサ・ドゥ、ウルリッヒ・ラウフス

ドイツ、ライプツィヒのライプツィヒ大学病院、腫瘍科、消化器科、肝臓科、呼吸器科、感染症科の診療所および総合診療所

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ドイツ、ライプツィヒのライプツィヒ大学病院、神経内科の診療所および総合診療所

ジュリア・リアー、イネス・クニス、ドロシー・サウアー、ジョゼフ・クラッセン

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LD、PB、UL が主な原稿テキストを執筆しました。 PBが準備したイチジク。 1、2、3。LD と PB がすべてのテーブルを準備しました。著者全員が原稿をレビューしました。

ポール・ボームへの手紙。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Baum, P.、Do, L.、Deterding, L. 他新型コロナウイルス感染症後症候群患者の機能状態と疲労に関連した心臓機能。 Sci Rep 12、19575 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-24038-3

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受信日: 2022 年 6 月 9 日

受理日: 2022 年 11 月 9 日

公開日: 2022 年 11 月 15 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-24038-3

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