斯坦福大學醫學院的研究人員發現了一個生物學步驟，可以解釋在極少數情況下，基於 mRNA 的 COVID-19 疫苗如何導致一些青少年和年輕人出現心臟炎症。他們的工作還指出了降低此類風險的可能策略。
通過將現代實驗室技術與先前發表的疫苗接種者數據相結合，研究小組發現了兩步免疫反應。在此過程中，疫苗會刺激一種免疫細胞。然後轉向另一種刺激。這些免疫反應共同引起炎症，可能損害心肌細胞並引起額外的炎症效應。
疫苗仍然高度安全和有效。
儘管已經有了針對 COVID-19 的 mRNA 疫苗，但這一發現還是出現了。這種做法在世界各地已經進行了數十億次。斯坦福大學心臟與血管研究所所長 Joseph Wu 博士表示，它仍然擁有出色的安全記錄。
“mRNA 疫苗在減緩新冠病毒傳播方面發揮了巨大作用，”醫學和放射學教授兼醫學博士 Simon H. Turtzer 說。 “如果沒有這些疫苗，人們會生病更多。人們會受到更嚴重的影響。更多的人會死亡。”
mRNA 疫苗被認為是一項重大突破，因為它們的開發速度如此之快。根據病毒變化進行調整。並針對不同的病原體進行定制。醫療干預也是如此。每個人的反應都不會一樣。
了解疫苗相關性心肌炎
COVID-19 mRNA 疫苗的一個不尋常但有記錄的副作用是心肌炎。這意味著心肌發炎。症狀包括胸痛、呼吸困難、發燒和心悸。這些症狀的出現並非病毒感染。通常在接種疫苗後一到三天內出現。
大多數受影響的人血液中心肌肌鈣蛋白水平較高。這是廣泛使用的心肌損傷指標。 （心肌肌鈣蛋白通常只存在於心肌中。當發現在血液中循環時，表明心肌細胞受損）
第一次注射疫苗後，大約 140,000 人中就有一人會出現這種情況。在接種第二劑疫苗後，這一比例增加到約三萬二千分之一。 30 歲及以下男性的發病率最高。這影響了大約 16,750 名疫苗接種者中的 1 人。
結果通常是輕微且暫時的。
吳強調，大多數與疫苗相關的心肌炎患者都會很快治愈。心靈的工作將被完全保存或恢復。
“這不是傳統意義上的心髒病發作，”他說。 “不像最常見的心髒病發作那樣出現血管阻塞。當症狀輕微且炎症不會對心臟造成結構性損害時，我們只是觀察這些患者以確保他們康復。”
然而，在一些罕見的情況下，嚴重的炎症會導致嚴重的傷害。這可能會導致住院。治療重病患者或死亡
“但新冠疫情更糟，”吳說。他指出，除其他風險外，COVID-19 感染引起心肌炎的可能性比基於 mRNA 的 COVID-19 疫苗高出約 10 倍。還有很多是由這種疾病引起的。
仔細觀察免疫反應
吳是這項研究的資深作者。於 12 月 10 日發布 轉化醫學與斯坦福大學前博士後學者 Masataka Nishiga 博士一起。目前就讀於俄亥俄州立大學。該研究的主要作者是斯坦福大學博士後學者曹徐博士。
“醫學科學家非常清楚新冠病毒會導致心肌炎，”吳說。 “mRNA 疫苗也能做到這一點。問題是，為什麼？”
嫌疑人已確定
為了回答這些問題，研究小組分析了接種疫苗的人的血液樣本。包括患有心肌炎的人。將這些受試者與沒有心臟炎症的受試者進行比較。發現有兩種蛋白質很突出。
“出現了兩種名為 CXCL10 和 IFN-gamma 的蛋白質。我們認為這兩種蛋白質是心肌炎的主要驅動因素，”吳說。
CXCL10 和 IFN-γ 都是細胞因子，它們是免疫細胞用來溝通和協調其活動的信號分子。
接種疫苗後免疫細胞如何反應？
研究人員在實驗室的食物中培養了稱為巨噬細胞的人類免疫細胞。並將這些細胞暴露於 mRNA 疫苗中。巨噬細胞充當早期反應者。保護免疫系統
暴露後，巨噬細胞會釋放多種細胞因子，其中 CXCL10 水平特別高。他們的行為與之前在接種疫苗的人身上記錄的免疫反應非常匹配。
當 T 細胞直接添加到系統中或通過將其暴露於巨噬細胞培養液中時。 T細胞也開始產生。相反，單獨暴露於疫苗的T細胞並沒有顯示出這樣的增加。這些發現表明巨噬細胞主要產生CXCL10，而T細胞是主要來源。接種疫苗後的 IFN-γ
細胞因子如何影響心臟？
確定這些細胞因子是否對心臟直接有害。研究小組給雄性小鼠接種了疫苗，觀察到它們心臟中的肌鈣蛋白水平增加。這表明心肌損傷。
他們還發現免疫細胞包括巨噬細胞和中性粒細胞。已進入心臟組織 中性粒細胞是壽命較短的免疫細胞，對威脅反應強烈，是膿液的關鍵成分。在患有疫苗接種後心肌炎的人中也發現了類似的免疫細胞浸潤。
阻斷 CXCL10 和 IFN-γ 會減少進入心臟的這些免疫細胞的數量。並限制對健康組織的損害。
研究人員還發現冠狀動脈中粘附分子的水平增加。這些分子幫助免疫細胞粘附在血管壁上。這使得它們更容易進入心臟組織。
總之，這些發現證實 CXCL10 和 IFN-γ 直接導致心臟損傷。阻斷它們可以極大地保留對疫苗接種的免疫反應。同時，它可以減少心臟損傷的跡象。
測試人體心臟組織模型
吳的實驗室專門研究將人類皮膚或血細胞轉化為乾細胞樣細胞。可以成為心肌細胞、免疫細胞和血管細胞，這些細胞可以形成小組。模仿心臟功能的跳動
當這些心形紅細胞暴露於從接種的免疫細胞收集的CXCL10和IFN-γ時，心臟應激標記物迅速增加。使用抑製劑來阻斷細胞因子可以減少這種損害。
測量心臟功能包括收縮強度和心律。被細胞因子破壞，但當信號被阻斷時，情況就會好轉。
由大豆拯救
吳懷疑廣泛使用的膳食化合物可能有助於保護心臟。這是因為心肌炎在男性中更常見。並且雌激素具有抗炎作用。於是他又回來看望賈尼斯坦。這是他的團隊之前研究過的一種源自大豆的化合物。
在《細胞》雜誌 2022 年發表的一項研究中，研究人員表明金雀異黃素具有抗炎特性，可以對抗大麻相關的血管和心臟組織損傷。
“食用時，少量金雀異黃酮會被吸收，”吳說。 “沒有人吃過過量的豆腐。”
測試金雀異黃酮的保護作用
研究小組在用 Genitine 治療細胞、心臟球體和小鼠（後者通過口服高劑量）時重複了該實驗。這種治療可顯著減少 mRNA 疫苗接種或 CXCL10 和 IFN-γ 組合造成的心臟損傷。
本研究中使用的金雀異黃素比商店中常見的補充劑更純淨、更濃縮。
“有理由相信，mRNA疫苗引起的炎症反應可能會擴展到其他器官，”吳說。 “我們和其他人“我們在肺、肝和腎中看到了一些這方面的證據。金雀異黃素有可能逆轉這些變化。 ”
新冠疫苗以外的更廣泛影響
細胞因子信號傳導的增加可能是 mRNA 疫苗的一個更廣泛的特徵。 IFN-γ 在保護身體免受外來 DNA 和 RNA 以及病毒遺傳物質侵害方面發揮著重要作用。
“你的身體需要這些細胞因子來抵禦病毒。這是免疫系統反應所必需的，但大劑量可能有毒，”吳說。過多的伽馬干擾素會引起類似於心肌炎的症狀，並導致心肌蛋白質分解。
這種風險不僅限於新冠疫苗。
“其他類型的疫苗可能會導致心肌炎和炎症問題。但症狀更容易傳播，”吳說。 “此外，使用 mRNA 的 COVID-19 疫苗的風險已經受到了公眾的密切關注和媒體報導。如果你因 COVID 疫苗而出現胸痛，你需要去醫院檢查。如果血清肌鈣蛋白呈陽性，你將被診斷為心肌炎。如果你因流感疫苗而出現肌肉或關節疼痛，你就將其一掃而光。”
資金和支持
該研究得到了美國國立衛生研究院（撥款 R01 HL113006、R01 HL141371、R01 HL141851、R01 HL163680 和 R01 HL176822）和 Gootter-Jensen 基金會的支持。
