Die COVID-19-Pandemie hat weltweit zu beispiellosen Herausforderungen geführt, und Impfungen haben sich als ein zentrales Instrument zur Bekämpfung des Virus erwiesen. Während die Impfstoffe im Allgemeinen als sicher und wirksam gelten, wurden in seltenen Fällen unerwünschte Ereignisse nach der Impfung beobachtet, die Anlass zur Sorge geben. Dieser Artikel untersucht die Auswirkungen von Corona-Impfungen auf das Gehirn, wobei der Fokus auf zerebrovaskulären Ereignissen, dem Post-Vac-Syndrom, der Persistenz des Spike-Proteins und anderen neurologischen Komplikationen liegt.
Zerebrovaskuläre Ereignisse nach COVID-19-Impfung
Eine in Deutschland durchgeführte Studie unter der Leitung der Klinik für Neurologie an der Uniklinik RWTH Aachen untersuchte das Auftreten von zerebrovaskulären Ereignissen, insbesondere Sinus- und Hirnvenenthrombosen (CVT), nach Impfung gegen SARS-CoV-2. Die DGN-Studie „Cerebral venous thrombosis associated with vaccination against COVID-19“ zeigte, dass es nach Impfung mit dem SARS-CoV-2-AstraZeneca-Impfstoff zu signifikant mehr zerebralen Sinus- und Hirnvenenthrombosen (CVT) kam als nach Impfung mit den mRNA-Impfstoffen. Die Rate der aufgetretenen CVT-Ereignisse war nach einer Erstimpfung mit Vakzinierung mit ChAdOx1 um mehr als neunmal höher als nach Impfung mit den mRNA-Impfstoffen.
Studiendesign und Ergebnisse
Alle neurologischen Kliniken in Deutschland wurden von der DGN unter der Projektleitung von Univ.-Prof. Dr. med. Jörg B. Schulz angeschrieben, um alle Fälle von zerebralen Sinus- und Hirnvenenthrombosen sowie ischämischen und hämorrhagischen Schlaganfällen, die innerhalb eines Monats nach einer SARS-CoV-2-Impfung aufgetreten waren, zu melden. Insgesamt gingen im Rahmen der Abfrage 87 Meldungen ein, von denen 62 durch das Expertenteam bestätigt wurden. In 95,2 Prozent der Fälle waren die unerwünschten Ereignisse nach erster Gabe des Impfstoffs aufgetreten: bei 45 Fällen handelte es sich um zerebrale Venenthrombosen, bei neun um ischämische Schlaganfälle, bei vier um Hirnblutungen und bei weiteren vier um andere thrombotische Ereignisse. 53 der insgesamt 62 bestätigten Fälle (85,5 Prozent) waren nach Impfung mit dem AstraZeneca-Impfstoff ChAdOx1 aufgetreten, neun Fälle (14,5 Prozent) nach Impfung mit dem BioNTech-Vakzin BNT162b2. Es wurden keine Ereignisse nach Gabe des Impfstoffes mRNA-1273 von Moderna beobachtet.
Risikofaktoren und Altersgruppen
Die Studie zeigte, dass nicht nur jüngere Frauen ein höheres Risiko für zerebrale Sinus- und Hirnvenenthrombosen nach Impfung mit dem Vakzin ChAdOx1 (AstraZeneca) hatten, sondern auch ältere Frauen. Gut Dreiviertel aller thrombotischer zerebralen Ereignisse (75,8 Prozent) waren bei Frauen aufgetreten. Von den 45 Menschen, die nach Impfung eine Hirnvenenthrombose hatten, waren 35 (77,8 Prozent) weiblich. Bei Frauen unter 60 Jahren, die eine Impfung mit dem AstraZeneca-Vakzin erhalten hatten, betrug die Ereignisrate für CVT innerhalb eines Monats nach der Erstimpfung 24,2/100.000 Personenjahre, bei gleichaltrigen Männern 8,9/100.000. Bei unter 60-Jährigen, die den BioNTech-Impfstoff erhalten hatten, betrug die Ereignisrate 3,6/100.000 Personenjahre bei Frauen und 3,5/100.000 bei Männern. Die Inzidenzrate der Hirnvenenthrombosen bei Frauen unter 60 nach Gabe des AstraZeneca-Impfstoffs betrug 24,2/100.000 Personenjahre, die von Frauen über 60 nach Gabe des gleichen Impfstoffs 20,5/100.000 Personenjahre.
Vakzine-induzierte immunogene thrombotische Thrombozytopenie (VITT)
Nach der Impfung mit dem AstraZeneca-Vakzin ChAdOx1 kann es in sehr seltenen Fällen zu einer Vakzine-induzierten immunogenen thrombotischen Thrombozytopenie (VITT) kommen. Der Pathomechanismus dieser seltenen Impf-Nebenwirkung ähnelt der heparininduzierten Thrombozytopenie (HIT) Typ II, bei der es zur Antikörperbildung gegen den Komplex aus Plättchenfaktor 4 (PF4) und Heparin kommt. In der vorliegenden Studie konnten 57,8 Prozent der gemeldeten Fälle von Hirnvenenthrombosen mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit durch die Kliniker auf eine solche VITT zurückgeführt werden. Es wird vermutet, dass die Antikörper gegen PF4 nicht mit dem Spike-Protein von SARS-CoV-2 kreuzreagieren, sondern die Impfkomplikation mit dem adenoviralen Vektor in Zusammenhang steht.
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Nutzen-Risiko-Abwägung
Es ist wichtig zu betonen, dass das Risiko für zerebrale Sinus-und Venenthrombosen bei Männern sehr gering ist. Bei Frauen aller Altersklassen traten zwar mehr Fälle thrombotischer Ereignisse auf, die Rate war aber in Anbetracht der vielen Millionen verimpften Dosen insgesamt immer noch sehr gering. Bei der Abwägung muss auch berücksichtigt werden, dass das Risiko einer Sinusvenenthrombose bei einer COVID-19-Infektion um den Faktor 10 erhöht ist, die Erkrankung führt verhältnismäßig häufig zu thrombotischen Ereignissen mit Todesfolge, die Impfung nur extrem selten. Global gesehen überwiegt der Nutzen der in Deutschland zugelassenen Impfstoffe die sehr geringen Risiken um ein Vielfaches. Es ist jedoch wichtig, dass alle Personen, vor allem Frauen, vor der Impfung über dieses Risiko aufgeklärt werden müssen, gerade auch im Hinblick darauf, auf welche Symptome sie im Nachgang zu achten haben. Das sehr geringe Risiko für Hirnvenenthrombosen ließe sich weiter minimieren, wenn Frauen grundsätzlich bevorzugt mit den mRNA-Vakzinen geimpft würden.
Post-Vac-Syndrom und Long COVID nach Impfung
Vieles deutet darauf hin, dass zu den bereits bekannten unerwünschten Ereignissen nach einer COVID-19-Impfung auch ein Multisystemisches Entzündungssyndrom (MIS-C, auch bekannt als PIMS, Pediatric Inflammatory Multisystem Syndrome) und Long COVID zählen. Einige Experten sprechen von Post-Vac. Im Sicherheitsreport listet das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) einige sehr seltene unerwünschte Reaktionen, wie etwa Myokarditis und Perikarditis, das Guillain-Barré-Syndrom sowie dem Thrombose-mit-Thrombozytopenie-Syndrom.
Forschung und Anlaufstellen in Deutschland
Deutschlandweit gibt es bisher 2 Anlaufstellen für Erwachsene mit Verdacht auf Post-Vac: Eine Spezialambulanz für Post-Vac-Fälle am Universitätsklinikum Marburg sowie die neurologische Post-COVID-19-Sprechstunde an der Klinik für Neurologie, Charité Universitätsmedizin Berlin. Hier werden Post-Vac-Betroffene im Gegensatz zur Marburger Ambulanz allerdings nur bei primär neurologischer Manifestation betreut. In der Marburger-Spezialambulanz gäbe es aktuell eine Warteliste von mehr als 1 800 Betroffenen. Die Patienten präsentieren sich mit einem sehr heterogenen Bild, welches dem eines Long-COVID-Syndroms sehr ähnelt. Die Universität Marburg bereitet mit dem PEI eine deutschlandweite Erhebung vor, mit dem Ziel, „die Menschen mit einem erhöhten Risiko für Post-Vac vor der nächsten Impfkampagne im Herbst herauszufiltern und diese Menschen dann zu schützen“. Auch das PEI bestätigte, dass eine Studie geplant sei, in der lang andauernde Beschwerden nach COVID-19-Impfung, die mit chronischer Müdigkeit einhergehen, charakterisiert werden sollen.
Mögliche Ursachen und Mechanismen
Über die Ursachen des Post-Vac-Syndroms kann derzeit nur spekuliert werden. Möglicherweise sei eine Reaktivierung einer Epstein-Barr-Virus-(EBV-)Infektion in der Entstehung von Long COVID und Post-Vac beteiligt. Eine Rolle bei der Entstehung des Syndroms könnten auch Autoantikörper spielen. Es wurde beobachtet, dass Patientinnen und Patienten ein bis dahin unbekanntes immunologisches Defizit, wie eine Autoimmunerkrankung oder ein genetisches Defizit aufwiesen.
Häufigkeit und Risikobewertung
Wie häufig Long COVID nach einer Impfung tatsächlich vorkommt, lässt sich aktuell noch nicht sagen. Im Hinblick auf die Nebenwirkungen, die im Post-Marketing-Report von BioNTech/Pfizer angegeben sind, wird die Wahrscheinlichkeit von Post-Vac auf etwa 0,02 % nach einer Impfung geschätzt. Das Risiko für ein neurologisches Post-Vac-Syndrom wird noch niedriger geschätzt. Nach einer Infektion würde Long COVID demnach deutlich häufiger auftreten als nach einer Impfung.
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PIMS nach Impfung
Es zeichnet sich ab, dass PIMS auch aufgrund einer Impfung auftreten kann, allerdings seltener als nach einer SARS-CoV-2-Infektion. In Deutschland seien es aktuell 23 PIMS-Fälle, die trotz oder wegen einer Impfung der DGPI gemeldet worden seien (Stand 2. Mai 2022). Das entspricht 2,74 % der zum jetzigen Zeitpunkt 840 gemeldeten Fällen.
Persistenz des Spike-Proteins im Gehirn
Forschende von Helmholtz Munich und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben im Rahmen einer aktuellen Studie einen Mechanismus identifiziert, der möglicherweise die neurologischen Symptome von Long COVID erklärt. Die Studie zeigt, dass das SARS-CoV-2-Spike-Protein in den schützenden Schichten des Gehirns, den Hirnhäuten, und im Knochenmark des Schädels bis zu vier Jahre nach der Infektion verbleibt. Diese dauerhafte Präsenz des Spike-Proteins könnte bei den Betroffenen chronische Entzündungen auslösen und das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen erhöhen.
KI-gestützte Bildgebungstechnik
Eine neuartige KI-gestützte Bildgebungstechnik, entwickelt von Prof. Ali Ertürks Team, liefert neue Einblicke, wie das SARS-CoV-2-Spike-Protein das Gehirn beeinflusst. Die Methode macht Organe und Gewebeproben transparent, wodurch die dreidimensionale Visualisierung von Zellstrukturen, Stoffwechselprodukten und in diesem Fall viralen Proteinen möglich wird. Durch diese Technologie konnten die Forschenden eine bisher nicht feststellbare Ablagerung des Spike-Proteins in Gewebeproben von Menschen mit COVID-19 und Mäusen aufdecken.
Auswirkungen auf das Gehirn
Die im Fachjournal Cell Host & Microbe erschienene Studie zeigte signifikant erhöhte Konzentrationen des Spike-Proteins im Knochenmark des Schädels und in den Hirnhäuten, selbst Jahre nach der Infektion. Das Spike-Protein bindet an sogenannte ACE2-Rezeptoren, die in diesen Regionen besonders häufig vorkommen. Das Team um Ertürk entdeckte, dass der mRNA-COVID-19-Impfstoff von BioNTech/Pfizer die Anreicherung des Spike-Proteins im Gehirn signifikant reduziert. Mit dem mRNA-Impfstoff geimpfte Mäuse zeigten niedrigere Spike-Protein-Werte sowohl im Gehirngewebe als auch im Knochenmark des Schädels im Vergleich zu ungeimpften Mäusen.
Klinische Bedeutung
Die Forschenden hoffen, mit ihren Studienergebnissen einen Beitrag für neue Möglichkeiten zur Diagnose und Behandlung von Long COVID leisten zu können. Im Gegensatz zu Gehirngewebe sind das Knochenmark des Schädels und die Hirnhäute für medizinische Untersuchungen leichter zugänglich. Kombiniert mit Protein-Panels - Tests zum Nachweis spezifischer Proteine in Gewebeproben - könnte dies ermöglichen, Spike-Proteine oder Entzündungsmarker im Blut oder der Gehirnflüssigkeit zu identifizieren.
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Weitere Studien und Erkenntnisse
Studie am Universitätsklinikum Tübingen
Eine Studie am Universitätsklinikum Tübingen untersuchte die Nebenwirkungen von COVID-19-Impfungen sowie die Erkennung von Emotionen und nonverbale Kommunikation beim Tragen von Masken. Die Ergebnisse zeigen, dass nach der ersten Impfung vor allem lokale Nebenwirkungen bei den mRNA-Impfstoffen BioNTech/Pfizer und Moderna auftraten, während systemische Nebenwirkungen bei dem Vektorimpfstoff von AstraZeneca häufiger und schwerer waren. Weitere Analysen zeigten eine Tendenz zu lokalen und systemischen Nebenwirkungen bei Studienteilnehmenden die jünger als 45 Jahre waren. Außerdem meldeten weibliche Teilnehmerinnen vermehrt Nebenwirkungen.
Studie zur Erkennung von Emotionen unter Masken
Im Rahmen einer Studie zur Erkennung von Emotionen unter Masken zeigte sich, dass Maskentragen das Erkennen von Emotionen beeinflusst, wenngleich zuverlässige Rückschlüsse auf grundlegende emotionale Ausdrücke möglich bleiben. Gesichtsmasken erschweren die Erkennung von Emotionen und die soziale Interaktion. Jedoch können Menschen selbst mit Maske leicht zwischen echtem Lächeln und vorgetäuschtem, unehrlichem Lächeln unterscheiden.
Studie zu Medin und Alzheimer
In den Blutgefäßen des Gehirns von Alzheimer-Patienten lagert sich zusammen mit dem Protein Amyloid-β auch das Protein Medin ab. Diese sogenannte Co-Aggregation haben Forschende am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) entdeckt. Medin könnte ein therapeutisches Ziel sein, um vaskuläre Schäden und kognitive Verschlechterungen zu verhindern, die aus Amyloid-Ansammlungen in den Blutgefäßen des Gehirns resultieren.
Studie der Universität Freiburg
Freiburger Forscherinnen haben wichtige Fortschritte im Verständnis der immunologischen Veränderungen im Gehirn von COVID-19-Genesenen gemacht. Im Gehirn von Personen, die eine SARS-CoV-2-Infektion überstanden haben, fanden sie Anzeichen einer anhaltenden Aktivierung des angeborenen Immunsystems. Diese Erkenntnisse könnten entscheidend für die Entwicklung neuer Therapien für Patientinnen mit langfristigen neurologischen Symptomen nach COVID-19 sein. Im Vergleich zu ebenfalls untersuchten Personen ohne vorherige SARS-CoV-2-Infektion fanden die Forscher*innen in den Gehirnen von Genesenen zahlreiche sogenannte Mikrogliaknötchen. Diese charakteristischen Immun-Zellansammlungen weisen auf eine chronische Immunaktivierung hin, ähnlich einer Narbe, die nicht vollständig ausheilt.
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