(1)呼吸系统并发症：以气管炎、支气管肺炎最多见。多为继发感染，病原菌常为呼吸道的常见细菌，该并发症可发生于病程的各个时期，但以痉咳期为多。严重的肺炎还可并发心力衰竭。除此以外，还常合并肺不张、肺气肿、支气管扩张、纵隔气肿。原有结核病患儿在患百日咳时，可激起重新活动或结核扩散，导致恶化。
(2)神经系统并发症：百日咳杆菌的内毒素可引起中毒性脑病及一系列中枢神经系统后遗症，如癫痫、智力减退等。百日咳脑病主要发生在痉咳期，临床表现为：反复抽搐、意识障碍、高热，甚至可出现脑水肿、脑疝，危及生命。有的由于剧烈痉咳引起脑血管痉挛、脑缺氧、脑出血以及手足抽搐症等。
(3)心血管系统并发症：严重的心血管系统障碍可引起心脏扩大、甚至心力衰竭(多见于身体虚弱的幼婴或原有心脏病的患儿)。虚弱的新生儿可有皮下出血、脑内点状出血，甚至耳内出血。严重者有咯血、呕血、便血，因此可引起急性循环衰竭。
(4)消化系统并发症：由于百日咳常伴呕吐及厌食，可导致营养不良。剧咳时，腹压增高可引起疝气和脱肛。
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