重症百日咳及类百日咳综合征患儿临床相对特异性症状为咳嗽后屏气或呼吸暂停、阵发性发绀、心率下降甚至心跳骤停。

由于母体缺乏足够的保护性抗传递给胎儿，所以6个月以下婴儿发病率较高，新生儿亦可发病。百咳病后不能获得终生免疫，目前不少儿童时期的百日咳患者发生第二次感染，但症状较轻。保护性抗体为IgA和IgG。其中IgA能抵制细菌上皮细胞表面的黏附，而IgG具有长期抗毒作用。
世界卫生组织（WHO）的近年来统计数据显示，即使在白喉-百日咳-破伤风联合疫苗（Diphtheria，TetanusandPertussisCombinedVaccine，DTP）高覆盖率下，百日咳发病率依然有稳定小幅增多趋势。美国疾病控制与预防中心报道，2012年百日咳发病率达近50年来最高峰，为90／100000。婴幼儿仍然是百日咳收住入院及需密切监护的主要人群，＜6个月未完成3次基础免疫小婴儿因体内缺乏百日咳保护性抗体，成为重症百日咳及百日咳死亡的最主要人群。美国2000年至2008年186例百日咳死亡病例中，167例是＜3个月龄婴儿。

百日咳及类百日咳综合征典型临床表现以阵发性痉挛性咳嗽，咳嗽终末伴有鸡鸣样吸气性吼声和外周血淋巴细胞增多为特征。但＜6个月低龄婴儿临床表现不典型，多以咳嗽后屏气、阵发性发绀、窒息伴心动过缓作为主要表现。有研究报道，年龄在6个月以内百日咳患儿阵发性痉挛性咳嗽仅占10.0％，咳嗽后呼吸暂停占18.0％；新生儿百日咳表现为呼吸暂停比例为90.0％，咳嗽伴发呼吸困难占57.6％。原因与小婴儿以下解剖、病理生理特点有关：（1）咳嗽乏力、呼吸道相对狭窄、痰液不易排出；（2）呼吸中枢调节功能差，痉咳发绀发作时，易出现呼吸停止、低氧血症及二氧化碳蓄积；（3）心血管调节功能差，低氧血症及二氧化碳蓄积易使心脏正常节律、传导及心肌收缩力受抑，引起心动过缓甚至发生心室纤颤及心跳骤停。
重症百日咳及重症类百日咳综合征可发生呼吸衰竭、脑病、继发性肺动脉高压等并发症，严重可出现心肺功能衰竭而死亡。易合并呼吸衰竭可能仍与小婴儿病理生理特点有关。
百日咳引起肺动脉高压的原因尚未明确，近年来研究显示百日咳毒素介导的异常增高白细胞血症可能是其发病中心环节。对百日咳死亡患儿病理解剖发现，肺动脉、肺静脉及肺微循环系统均可见大量白细胞浸润现象。有学者推测极度增高白细胞在肺微循环中形成白细胞团块状栓塞是引起肺动脉高压关键。国外临床研究发现，使用换血及白细胞单采疗法降低血中白细胞数量可以明显改善致死性百日咳低氧血症支持该假设。合并严重肺部感染、呼吸衰竭导致低氧血症及高碳酸血症引起肺血管收缩可能是引起肺动脉压增高的另一重要原因。
百日咳引起肺动脉高压可能是引起百日咳病情进展及并发心肺功能障碍的重要原因。严重肺动脉高压，特别是出现肺动脉高压危象，右心血液进入肺内受阻，回流到左心的血液量减少，体循环特别是冠状动脉灌注压力降低，导致急性左心功能不全、低血压、心律失常以致猝死。米力农属磷酸二酯酶抑制剂，通过增加肺血管平滑肌细胞内cAMP浓度，扩张肺小血管降低肺动脉高压；增高心肌细胞内cAMP浓度，使细胞内钙增加，心肌收缩力加强，心排血量增加，降低左右心室充盈压，改善心室功能，增加心脏指数。但是米力农对百日咳引起肺动脉高压疗效尚需进一步循证医学证据。

实验室诊断选取标本的最佳时机

对低龄儿特别是＜3个月的百日咳患儿出现咳嗽后反复屏气、低氧血症、心跳呼吸停止等情况时，尽早机械通气、并加强呼吸道管理；若患儿痉挛性咳嗽明显时尽早鼻饲管喂养，可预防经口喂养时呛奶引起吸人性肺炎风险；合并肺动脉高压时使用米力农积极降肺动脉压可能有助于维护心血管功能，提高救治成功率。