スタンフォードの科学者が、mRNA COVID ワクチンが心臓炎症を引き起こす理由を解明

最新の実験技術とワクチン接種を受けた個人からの以前に公開されたデータを組み合わせることにより、チームは 2 段階の免疫反応を明らかにしました。このプロセスでは、ワクチンはある種類の免疫細胞を活性化し、次に別の種類の免疫細胞を刺激します。これらの免疫反応が連携して炎症を引き起こし、心筋細胞に損傷を与え、さらなる炎症効果を引き起こす可能性があります。

ワクチンは依然として高い安全性と有効性を維持しています

スタンフォード心臓血管研究所所長のジョセフ・ウー医学博士は、mRNA新型コロナウイルス感染症ワクチンは世界中で何十億回も投与され、優れた安全性記録を示し続けているという事実にもかかわらず、この研究結果は得られたと述べた。

「mRNAワクチンは、新型コロナウイルスのパンデミックを緩和するのに多大な貢献をした」と、医学および放射線医学の教授であるサイモン・H・ステルツァー医学博士のウー氏は述べた。 「これらのワクチンがなければ、より多くの人が病気になり、より多くの人が重篤な影響を受け、より多くの人が亡くなっていたでしょう。」

mRNA ワクチンは、迅速に開発でき、ウイルスの変化に合わせて調整でき、非常に異なる病原体を標的とするように調整できるため、大きな進歩と考えられています。それでも、他の医療介入と同様に、反応は誰にとっても同じではありません。

ワクチン関連心筋炎を理解する

mRNA COVID-19 ワクチンのまれではあるものの文書化された副作用の 1 つは、心筋の炎症を指す心筋炎です。症状には、胸痛、息切れ、発熱、動悸などがあります。これらの症状はウイルス感染がなくても発生し、通常はワクチン接種後 1 ～ 3 日以内に現れます。

罹患者のほとんどは、心筋損傷のマーカーとして広く使用されている、血液中の心筋トロポニンのレベルの上昇を示します。 (心筋トロポニンは通常、心筋のみに存在します。血液中に循環していることが見出された場合は、心筋細胞への損傷を示します。)

この症状は、初回ワクチン接種後はおよそ 140,000 人に 1 人に発生し、2 回目の接種後は約 32,000 人に 1 人に増加します。罹患率は30歳以下の男性で最も高く、ワクチン接種者16,750人に約1人が罹患します。

結果は通常穏やかで一時的なものです

ウー氏は、ワクチン接種に関連する心筋炎の症例の大部分は急速に治癒し、心臓機能は完全に保存または回復すると強調した。

「これは伝統的な意味での心臓発作ではありません」と彼は言った。 「最も一般的な心臓発作で見られるような血管の閉塞はありません。症状が軽く、炎症が心臓の構造的損傷を引き起こしていない場合、私たちは患者が確実に回復するかどうかを観察するだけです。」

ただし、まれに、重度の炎症により重傷が発生し、入院、集中治療、または死に至る場合があります。

「しかし、新型コロナウイルスはさらに悪化している」とウー氏は語った。同氏は、この病気によってもたらされる他の多くのリスクに加え、新型コロナウイルス感染症はmRNAベースの新型コロナウイルスワクチンよりも心筋炎を引き起こす可能性が約10倍高いと指摘した。

免疫反応を詳しく見る

ウー氏は、12月10日に出版された研究の上級著者である。 科学トランスレーショナル医療、元スタンフォード大学博士研究員で現在はオハイオ州立大学の西賀正隆医学博士とともに。この研究の筆頭著者は、スタンフォード大学の博士研究員でもある徐曹博士です。

「医学者は、新型コロナウイルスそのものが心筋炎を引き起こす可能性があることを十分に認識している」とウー氏は述べた。 「程度は低いですが、mRNAワクチンも同様です。問題は、なぜでしょうか？」

容疑者を特定

この疑問に答えるために、研究チームは心筋炎を発症した人も含め、ワクチン接種を受けた人々の血液サンプルを分析した。これらのサンプルを心臓炎症を発症していない人のサンプルと比較したところ、2 つのタンパク質が際立っていました。

「CXCL10とIFN-ガンマという2つのタンパク質が出現しました。これら2つが心筋炎の主な原因であると考えられます」とWu氏は述べた。

CXCL10 と IFN-ガンマは両方ともサイトカインであり、免疫細胞がその活動を伝達し調整するために使用するシグナル伝達分子です。

ワクチン接種後の免疫細胞の相互作用

研究者らはマクロファージと呼ばれるヒトの免疫細胞を実験用シャーレで培養し、それらをmRNAワクチンに曝露した。マクロファージは免疫防御の早期応答者として機能します。

曝露後、マクロファージは複数のサイトカインを放出し、特に高レベルのCXCL10を放出しました。彼らの行動は、以前にワクチン接種を受けた人々で記録されている免疫反応と非常に一致していた。

T細胞を直接、またはマクロファージ培養液からの液体にさらすことによってシステムに追加すると、T細胞は大量のIFN-ガンマを産生し始めました。対照的に、ワクチンのみに曝露された T 細胞はこのスパイクを示さなかった。これらの発見は、マクロファージが主にCXCL10を産生するのに対し、ワクチン接種後のIFN-ガンマの主な供給源はT細胞であることを示しました。

サイトカインが心臓に与える影響

これらのサイトカインが心臓に直接害を及ぼすかどうかを調べるために、研究チームは若い雄マウスにワクチンを接種し、心筋損傷を示す心臓トロポニンレベルの上昇を観察した。

彼らはまた、マクロファージや好中球などの免疫細胞が心臓組織に侵入していることも発見した。好中球は、脅威に対して積極的に反応する短命な免疫細胞であり、膿の主成分です。ワクチン接種後に心筋炎を発症した人にも同様の免疫細胞浸潤が見られます。

CXCL10 と IFN-ガンマをブロックすると、心臓に入るこれらの免疫細胞の数が減少し、健康な組織への損傷が制限されました。

研究者らはまた、心臓血管内の接着分子レベルの増加も検出した。これらの分子は、免疫細胞が血管壁に吸着するのを助け、免疫細胞が心臓組織に移動しやすくします。

これらの発見を総合すると、CXCL10 と IFN-ガンマが心臓損傷に直接寄与していることが確認されました。それらをブロックすることで、心臓損傷の兆候を軽減しながら、ワクチン接種に対する免疫反応の多くが維持されました。

人間の心臓組織モデルのテスト

ウー氏の研究室は、人間の皮膚や血液細胞を、心筋細胞、免疫細胞、血管細胞となる幹様細胞に変換することを専門としています。これらの細胞は、心臓機能の側面を模倣する小さな拍動クラスターに組み立てることができます。

これらの心臓スフェロイドをCXCL10とワクチン接種した免疫細胞から収集したIFN-ガンマに曝露すると、心臓ストレスのマーカーが急激に上昇した。阻害剤を使用してサイトカインをブロックすると、この損傷が軽減されました。

収縮の強さや拍動リズムなどの心機能の測定値はサイトカインによって損なわれましたが、シグナル伝達が遮断されると改善しました。

保存したユーザー：

ウー氏は、広く入手可能な食物化合物が心臓の保護に役立つのではないかと考えた。心筋炎は男性でより一般的であり、エストロゲンには抗炎症作用があるため、同氏は、彼のチームが以前に研究していた大豆由来の化合物であるゲニステインを再検討しました。

Cell誌に掲載された2022年の研究で、研究者らはゲニステインには抗炎症作用があり、血管や心臓組織に対するマリファナ関連の損傷に対抗できることを示した。

「ゲニステインは、経口摂取した場合、わずかしか吸収されません」とウー氏は述べた。 「豆腐を過剰摂取した人は誰もいません。」

ゲニステインの保護効果をテストする

研究チームは、細胞、心臓スフェロイド、マウス（後者は大量の経口投与）をゲニステインで前処理しながら実験を繰り返した。この治療により、mRNAワクチン接種またはCXCL10とIFN-ガンマの併用によって引き起こされる心臓損傷の多くが軽減されました。

この研究で使用されたゲニステインの形態は、店頭で一般的に販売されているサプリメントよりも精製され、濃縮されていました。

「mRNAワクチンによって引き起こされる炎症反応が他の臓器にも広がる可能性があると考えるのは合理的です」とWu氏は述べた。 「私たちや他の研究者は、肺、肝臓、腎臓でこの現象の証拠をいくつか確認しています。ゲニステインがこれらの変化を逆転させる可能性もあります。」

新型コロナウイルスワクチンを超えた広範な影響

サイトカインシグナル伝達の亢進は、mRNA ワクチンの広範な特徴である可能性があります。特に、IFN-ガンマは、ウイルスの遺伝物質を含む外来の DNA や RNA から体を守る上で重要な役割を果たします。

「ウイルスを防ぐために、体はこれらのサイトカインを必要としています。サイトカインは免疫反応に不可欠ですが、大量に摂取すると有毒になる可能性があります」とウー氏は述べた。過剰な IFN-ガンマは、心筋炎のような症状や心筋タンパク質の破壊を引き起こす可能性があります。

このリスクは、新型コロナウイルスワクチンだけに限定されるものではありません。

「他のワクチンは心筋炎や炎症の問題を引き起こす可能性があるが、症状はより拡散する傾向がある」とウー氏は述べた。 「さらに、mRNAベースの新型コロナウイルス感染症ワクチンのリスクは、世間の厳しい監視とメディアの報道を受けています。新型コロナワクチンで胸痛が出たら病院に行って検査を受け、血清トロポニンが陽性であれば心筋炎と診断されます。インフルエンザワクチンで筋肉や関節が痛くなっても、吹き飛ばすだけです。」

資金提供とサポート

この研究は、国立衛生研究所（助成金 R01 HL113006、R01 HL141371、R01 HL141851、R01 HL163680 および R01 HL176822）および Gootter-Jensen Foundation の支援を受けました。