新冠肺炎对未感染健康儿童心肺功能的影响

摘

要

COVID-19大流行给被感染患者的健康带来了毁灭性的直接影响。它也对未被感染的儿童进行体育锻炼的能力产生了重大影响。此项研究评估了COVID-19大流行期间社会隔离和学校封校的异常状态对健康未感染儿童心血管功能的影响。

COVID-19大流行给被感染患者的健康造成了毁灭性的直接后果。此外，它还给经济和教育带来许多间接影响。几个月的时间里孩子们被要求远程上课，无法参加常规的学校、社交和课后活动，包括体育教育和运动项目。虽然疫情对教育的影响巨大，但尚未评估的是，COVID-19相关的隔离限制了未被感染的儿童和年轻人在学校参加常规体育活动、休闲运动和竞技体育的机会，对他们健康和心血管功能的潜在影响。大城市地区在疾病流行早期受到严重影响，社会隔离和其他控制措施实施更为严格。

在大城市，COVID-19大流行可能导致儿童和年轻人的心血管功能显著下降，可能带来重大的长期影响。因此，为更好地了解COVID-19期间学校停课和停止娱乐活动对儿童和年轻人心血管功能的影响，本研究评估了儿童和年轻人在COVID-19大流行并隔离后3-6个月的运动表现，并将其与实施这些限制之前的匹配队列的运动表现进行了比较。

一、方法

一项回顾性研究在位于曼哈顿中部的一个纽约市城市三级转诊中心进行，在年6月15日运动实验室重新开放当天或之后，但学校活动重新开放官方日期（年9月21日）之前，评估接受心肺运动试验（cardiopulmonaryexercisetest,CPET）的10名健康儿童和年轻人的运动能力，匹配10名在年3月19日运动实验室关闭前接受运动测试的对照者。

二、主要目的

比较COVID-19流行数月后与流行前应用CPET评估的功能能力变化。

三、研究对象入选与排除标准

入选标准

?年6月15日（心脏科恢复CPET时）后进行CPET的受试者

?对照组需符合以下标准

?近2年内接受CPET

?性别

?年龄±1岁

?种族匹配（西班牙裔、白人、黑人、亚裔、其他）

?体重指数±10%

?身高和体重：±10%

?如果无法找到完美的匹配，则标准放宽：

?年龄±2岁

?种族匹配：

?将西班牙裔和白人视为一个群体

?拒绝提供种族信息的受试者被认为适合任何种族

?身高和体重：

?如果BMI在±10%的范围内，身高和体重中的一个可以放宽到±15%

?匹配程序：

?根据CPET时间由近及远的顺序，匹配对照

?与一名受试者匹配的对照组不能再与另一名受试者匹配

排除标准

?任何可能影响心肺运动表现的严重共存疾病

?负荷试验时有记录的COVID-19感染史（通过抗体血清学或PCR检测）受试者

?年龄在21岁以上

?在纽约市学校官方重新开放时（年9月21日）或之后接受运动测试的受试者

?不符合适当匹配标准的受试者

?亚极量负荷试验中呼吸交换比（RER）1.1

?CPET过程中心电图有明显变化的受试者

?基线超声心动图记录有心脏结构异常，或收缩或舒张功能异常

四、结局指标和预测因子

这是一项回顾性病例对照研究，评估健康儿童在COVID-19限制3-5个月后运动能力可能下降的情况。收集了以下数据：

?基线人口学数据年龄、性别、身高、体重、BMI、种族。

?共病的临床数据参加校队运动（每周四次或更多，参加竞技运动），基线超声心动图数据。

?负荷试验数据类型VO2max（预计最大VO2max的百分比），无氧阈时VO2，最大心率（和预计最大心率的百分比），运动期间的最大呼吸交换比，心率储备，VE/VCO2，PETCO2。

五、统计

使用连续变量的配对t检验和分类变量的卡方检验，比较COVID前和COVID后队列的年龄、身高、体重、BMI、性别、种族和测试类型，以确定两个队列在这些指标方面是否匹配。采用双侧配对t检验，对两组受试者的重要负荷试验指标进行比较，以确定两组受试者在运动水平（最大心率、运动时最大RER）方面是否存在显著差异。

为了评价COVID后队列的运动能力是否下降，采用单侧配对t检验比较COVID前和COVID后队列的VO2max和无氧阈VO2。

六、结果

1、受试者队列

在COVID-19大流行后，非紧急任务的机构限制取消后，WeilCornell医学院儿科心血管科的运动实验室于年6月15日重新开放，进行CPET。商业健身房则于年8月24日获准开放，纽约的学校也于年9月21日开始重新开学。在我院恢复CPET至学校重新开学期间（年6月15日至年9月21日），共进行了22次CPET。7例受试者符合排除标准：4例患有先天性心脏病，1例患肥厚性梗阻性心肌病，1例有COVID-19感染史，1例在运动试验中达到亚极量负荷。另外5例受试者没有符合匹配标准的对照。剩下的10例受试者中，6例符合所有匹配标准，4例符合扩展标准。

2、影响VO2和VO2max的临床指标

基线人口统计学和临床数据列于表1。两组受试者在性别、种族、体重、身高、BMI和运动方案方面没有显著差异。COVID后组的平均年龄略高于COVID组（15.2岁vs.14.5岁，p=0.）。在20名受试者中，只有一名受试者每周参加超过4次的竞技运动。CPET最常见的指征是胸痛（7/20），其次是电生理指征，如Wolf–Parkinson–White综合征（WPW综合征）、临界QT间期延长、心悸、室上性心动过速（5/20）和呼吸急促（5/20）。其他指征包括（先兆）晕厥（3/20）。

在COVID前队列中，10例受试者中有4例采用Vancouver方案进行CPET，而在COVID后队列中，所有受试者均采用Bruce方案进行测试。COVID前和COVID后组的重要心血管和肺脏数据，如最大心率、预测最大心率百分比、峰值运动时的RER、心率储备、VE/VCO2和PETCO2，无显著差异（表2）。

3、运动表现下降的评估

运动表现的结果列于表3。COVID后组的VO2max显著低于COVID前组（39.1vs.44.7，p=0.）。事实上，与对照组相比，10名受试者中只有1例受试者的VO2max更高。这是唯一一位有参与校队体育活动记录的受试者，每周进行四次以上的竞争性运动（并在COVID管控期间继续这样做）。预计VO2的百分比在COVID后队列中显著降低（95%vs.%，p=0.）。尽管无统计学意义，但在COVID后队列中，无氧阈（21.5vs.24.6，p=0.）有降低的趋势。

七、讨论

这项研究表明，COVID后队列和匹配的COVID前对照组相比，功能能力和无氧阈显著降低。事实上，在COVID后组的10例受试者中，只有1例VO2水平高于其相匹配COVID前对照组。此外，这是20例受试者中唯一1例有明确校队竞技体育运动（舞蹈）史的受试者，在COVID-19相关的隔离期间，该受试者的体育活动也在继续。两组受试者之间没有明显的心血管或肺部差异可以解释上述观察到的差异。这项研究首次记录了COVID-19大流行对健康儿童可评估的运动能力的影响，具体表现为VO2max的下降。

SARS-CoV-2对直接被感染者造成了毁灭性的影响，但由于社会隔离措施和学校停课，也会对整个社会产生间接影响。这些措施的影响并没有取消儿童和他们对锻炼的需要。虽然成年人通常习惯于独立锻炼，但大多数儿童课间通过学校和娱乐活动以及重要的社会活动（如夏令营）进行主要的运动锻炼。在COVID-19大流行期间，所有这些活动都受到了极大的限制。在加拿大的一项研究中，发现只有4.8%的儿童在COVID-19大流行期间符合运动行为指南的推荐。在COVID-19大流行的背景下，用安全的替代运动代替上述活动对于改善健康习惯，同时降低久坐生活方式导致肥胖的风险至关重要。

年纪较轻时经常为长期健康行为习惯的养成打下良好的基础，且儿童时期和青少年时期的体力活动对血压、体脂、体重指数和胆固醇水平有良好的临床效果。因此，儿童时期的运动会产生有利且可延续至成年的影响，但在流感大流行期间停止这些活动有可能破坏这些运动习惯。运动能力的消失不仅可能导致本研究中记录的短期的VO2max下降，而且可能导致对体育活动和运动重要性的认识消失。随着COVID-19的流行及其相关的限制可能在不久的将来仍然存在，明确让儿童安全地参加体育活动的方法就更加重要了。远程教育无法代替体育锻炼能力。

Peleton自行车等新型活动提供了社交互动方式，有可能让儿童在家里进行心血管锻炼，但经济和空间要求往往是阻止许多家庭实施的因素。参与积极的家庭活动可能是增加体力活动，同时尽量减少额外的潜在感染性接触风险的一种方法。从长远来看，需要明确鼓励所有儿童定期锻炼的方法，而不仅仅是依靠学校和有组织的课外活动。

八、局限性

这项研究有几个局限性。最重要的是样本量小，仅限于在COVID-19相关停课后学校重新开学前进行的运动测试。此外，并没有比较同一例受试者在COVID前后的运动表现。两例受试者的种族没有具体说明，这可能会影响到与种族相关的VO2max差异的比较。COVID前队列中的一些受试者应用的是Vancouver运动方案。

九、总结

这项研究首次证明，由于COVID-19大流行及其相关限制，健康儿童的体能显著下降。需要明确鼓励和支持儿童定期锻炼，且不单是依赖学校和有组织的课外活动措施。

本医院心内科宋燕新翻译整理

原文：

DaytonJD,FordK,CarrollSJ,etal.TheDeconditioningEffectoftheCOVID-19PandemiconUnaffectedHealthyChildren.PediatrCardiol,Jan4;1-6.doi:10./s--13-w.Onlineaheadofprint.

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