First case of postmortem study in a patient vaccinated against SARS-CoV-2
- SARS-CoV-2に対するワクチンを単回接種した患者の報告である。
- この患者は関連する血清力価を示したが，4週間後に死亡した。
- 死後の分子マッピングにより，検査したほぼすべての臓器からウイルスRNAが検出された。
- しかし、COVID-19の特徴的な形態的特徴は観察されなかった。
- 免疫原性が誘発される可能性があるが，真の免疫（sterile immunity）は成立しなかった。
概要
症状のなかった86歳の男性が，BNT162b2 mRNA COVID-19ワクチンの初回接種を受けた。その4週間後に急性腎不全と呼吸不全で死亡した。COVID-19特有の症状は見られなかったが，死亡前にSARS-CoV-2の陽性反応が出ていた。スパイクタンパク質（S1）の抗原結合では、免疫グロブリン（Ig）Gが有意に高かったが、ヌクレオカプシドIgG/IgMは誘発されなかった。剖検では、急性気管支肺炎と尿細管不全が死因とされたが、COVID-19に特徴的な形態学的特徴は観察されなかった。リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応による死後の分子マッピングでは，肝臓と嗅球を除くすべての臓器（口腔咽頭，嗅覚粘膜，気管，肺，心臓，腎臓，大脳）で，関連するSARS-CoV-2サイクル閾値が検出された。これらの結果は、1回目のワクチン接種によって、免疫原性は誘導されるが、真の免疫（sterile immunity）は誘導されないことを示唆しているのかもしれない。
はじめに
SARS-CoV-2ワクチンを接種した老人ホーム入所者（86歳，男性）について報告する．過去の病歴は，全身性動脈性高血圧，慢性静脈不全，認知症，前立腺癌などであった。2021年1月9日、この男性は脂質ナノ粒子製剤のヌクレオシド修飾RNAワクチンBNT162b2を30μg投与された。その日とその後の2週間、彼は臨床症状を示さなかった（表1）。18日目に、下痢が悪化したため入院した。COVID-19の臨床症状を呈していなかったため，特定の環境下での隔離は行われなかった。臨床検査では、低色素性貧血と血清クレアチニン値の上昇が認められた。SARS-CoV-2の抗原検査およびポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は陰性であった。
表1．患者の病歴，臨床症状，SARS-CoV-2検査を含む臨床検査所見の主な特徴をまとめた（括弧内は参考値）
| 1日目 | 15日目 | 18日目 | 19日目 | 20日目 | 23日目 | 24日目 | 25日目 | 26日目 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| メジャーイベント | ワクチン | 朝食時に倒れる | 病院への入院; 胃内視鏡検査（軽度の胃炎） | 腹部超音波、静脈内鉄適用を開始 | 結腸内視鏡検査（虚血性大腸炎）、メサラジンの開始 | 急性腎不全、ブドウ糖の静脈内投与を開始 | 同じ病室の患者はSARS-CoV-2RT-PCR検査で陽性（Ct、15） | 患者の傾眠、抗生物質療法の開始、最小限の浸潤を伴う胸部X線写真 | 14:30に死亡 |
| 主要な臨床症状 | 関連する症状は記録されていない | これ以上の関連する症状は記録されていない | 下痢 | 貧血 | 貧血 | 病理学的徴候を伴う肺聴診、高ナトリウム血症 | 高ナトリウム血症 | 脱水症、パチパチ音を伴う肺聴診 | 急性腎不全および呼吸不全 |
| 温度（°C） | 記録されていない | 記録されていない | 36.4 | 記録されていない | 記録されていない | 36.8 | 36.2 | 38.8 | 記録されていない |
| 血圧（mmHg） | 記録されていない | 130/70 | 187/83 | 記録されていない | 記録されていない | 180/80 | 166/73 | 160/80 | 記録されていない |
| 酸素飽和度（SpO 2） | 記録されていない | 記録されていない | 97％ | 記録されていない | 記録されていない | 記録されていない | 記録されていない | 97％+ 2l O 2 | 記録されていない |
| SARS-CoV-2テスト | データなし | データなし | 抗原検査：陰性 PCR検査：陰性 |
データなし | PCRテスト：陰性 | データなし | データなし | RT-PCRテスト：陽性（Ct、20） | データなし |
| 白血球数（4–9 / nl） | データなし | データなし | 6.6 | 7.1 | 12.1 | 13.5 | データなし | 9.2 | 15.2 |
| 血小板数（140〜400 / nl） | データなし | データなし | 267 | 263 | 262 | 254 | データなし | 204 | 196 |
| ヘモグロビン（14.0〜18.0 g / dl） | データなし | データなし | 7.4 | 7.1 | 7.2 | 8.0 | データなし | 8.6 | 9.3 |
| 乳酸デヒドロゲナーゼ（135〜250 U / L） | データなし | データなし | 179 | 165 | データなし | データなし | データなし | データなし | 439 |
| クレアチニン（0.7–1.2 mg / dl） | データなし | データなし | 1.91 | 1.78 | データなし | 2.04 | データなし | 2.17 | 3.23 |
| C反応性タンパク質（< 0.5 mg / dl） |
データなし | データなし | 1.0 | 0.8 | データなし | 2.0 | データなし | データなし | 8.8 |
| ナトリウム（135〜145 mmol / l） | データなし | データなし | 138 | 138 | データなし | 154 | 155 | データなし | 156 |
RT-PCR、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応、Ct、サイクル閾値
下痢の原因をさらに究明するため、胃カメラと大腸内視鏡検査が行われた。特に大腸内視鏡検査では、左結腸屈曲部に潰瘍性病変が認められ、組織学的には虚血性大腸炎と診断された。既報の方法（Kaltschmidt et al 2021）に従った生検標本のPCR分析では、SARS-CoV-2は陰性であった。治療は、メサラジンと鉄分補給の静脈注射による支持療法を行った。その後、患者の状態は腎不全の発生の下で悪化した。24日目、本症例と同じ病室の患者がSARS-CoV-2陽性となった。25日目、この患者はリアルタイムPCR（RT-PCR）でSARS-CoV-2陽性と判定され、サイクル閾値（Ct）値が低いことからウイルス量が多いことがわかった。綿棒サンプルをさらに分析したところ、変異型SARS-CoV-2のB.1.1.7,B.1.351,B.1.1.28.1の証拠はなかった。以上のことから、この患者は病室にいた患者から感染したと考えられる。この患者は、発熱と呼吸器系の不快感を呈し、肺の聴診ではクラックルが認められた。酸素の補充（毎分2リットル）とセフトリアキソンによる抗生物質療法を開始したが、翌日、急性腎不全と呼吸不全により死亡した。
25日目に採取した血清中のスパイクタンパク（S1）抗原結合性免疫グロブリン（Ig）Gを測定して免疫原性を評価したところ、抗体反応（8.7 U/ml、参考値＜0.8～1.2 U/ml、Roche ECLIA™）が認められたが、（ヌクレオカプシド）NCP-IgG/IgMは誘発されなかった（＜0.1 U/ml、参考値＞1.0 U/ml、Roche ECLIA™）。これらの結果は、この患者がワクチン接種によって既に関連する免疫原性を獲得していたことを示している。
死後調査では、膿瘍を伴う急性の両側性気管支肺炎が認められ、時に細菌性球菌に囲まれていた（図1）。COVID-19関連肺炎として一般的に記載されている症状は見られなかった。心臓では、両心室肥大（重量580g）を認め、組織学的には虚血性心筋症と診断した。心臓にはトランスサイレチン型のアミロイドーシスが検出され、肺にも同様のアミロイドーシスが検出された。腎臓では、動脈硬化と間質性線維症を伴う慢性障害と、水腎症性尿細管変性を伴う急性腎不全が認められた。脳の検査では、左頭頂部の偽嚢胞組織の壊死が認められ、古い梗塞部位と診断された。
図1 関連する組織学的所見と分子マッピングの結果の概要を示す
組織学的所見は、右側の心筋（コンゴレッド染色）を除き、標準的なヘマトキシリン・エオジン反応で得られたものである。倍率はバーで示す。なお、肺では、顆粒球性の部分に球菌のコロニー（矢印）も観察された。また、分子マッピングの結果を、SARS-CoV-2のリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応の評価サイクル閾値として示した。なお、嗅球と肝臓ではSARS-CoV-2が検出されなかった。
ホルマリン固定パラフィン包埋組織の9つの異なる解剖学的部位について、既述の方法で分子マッピングを行った(Kaltschmidt et al 2021)。RNAは、Maxwell RSC（Promega, Madison, WI, USA）を用いてパラフィン切片から抽出した。マルチプレックスRT-PCR分析は、SARS-CoV-2-ゲノムの2つの独立した遺伝子を対象とした（Fluorotype SARS-CoV-2 plus Kit; HAIN/Bruker, Nehren, Germany）。RNA依存性RNAポリメラーゼ（ターゲット1）とヌクレオペプチド（ターゲット2）を対象とした。陰性のカットオフ値は，Ct＞45とした。9種類の組織サンプルを用いて，ウイルスが人体に拡散する際の既知の関連経路を調べた（図1）。クロスコンタミネーションを防ぐため，各試料は別々の組織カセットに直接埋め込み，4%リン酸緩衝生理食塩水ホルマリンで別々に固定した。その結果、肝臓と嗅球を除くほぼすべての臓器でウイルスRNAが検出された（図1）。
SARS-CoV-2ワクチンを接種した患者で、ワクチン接種後にSARS-CoV-2検査が陽性となった場合の、分子ウイルスマップを含む詳細な剖検調査は、著者らの知る限り、これまで報告されていない。BNT162b2 RNAワクチンを1回接種することで、スパイクタンパクに基づく中和IgG血清値に反映されるように、有意な免疫原性が誘発されたことが示唆された。ワクチン接種前の数週間から、ワクチン接種（1日目)死亡直前（24日目）まで、COVID-19に典型的に見られる臨床症状は見られなかった。さらに、血液検査では、一般的に症状が出てから7～14日後に観察されるIgMの力価が見られなかった（Kim er al 2020）。しかし、この患者はSARS-CoV-2が陽性であった。鼻咽頭ぬぐい液で測定したCt値と、ホルマリン固定パラフィン包埋した剖検標本で測定した値は、いずれもウイルス量を示し、感染性を示唆する。今回の患者は初めてSARS-CoV-2が陽性となってから約2日後に死亡したことから、分子マッピングのデータはウイルス感染の初期段階を反映していると考えられる。また、嗅球や肝臓などの異なる部位が、全身へのウイルス感染の影響を受けていない理由も、感染の初期段階にあると考えられる。
これまでの包括的な形態学的剖検研究（Schaller et al 2020,Edler et al 2020,Ackermann et al 2020）で報告されているCOVID-19の特徴的な形態学的特徴は観察されなかった。肺にはびまん性肺胞損傷の典型的な兆候は見られなかったが、細菌由来と思われる広範囲の急性気管支肺炎を確認した。この患者の死因は、気管支肺炎と急性腎不全であると結論づけた。
我々の発見は、SARS-CoV-2に対するワクチン接種による免疫が、鼻腔スワブにウイルスRNAが残存する一方で、特に重度の肺疾患に関して病態の重症度を軽減するように見えるという、動物モデルから得られた過去の証拠と一致している（Van Doremalen et al 2020,Vogel et al 2021）。最近では、Amit et al 2021）が、ワクチンBNT162b2を使用した医療従事者を対象とした臨床試験の結果を発表しており、初回ワクチン投与後のSARS-CoV-2感染率と症候性COVID-19率が早期に大幅に減少したことが示されている。
SARS-CoV-2に対するワクチン接種を受けた患者の主な副作用については、局所的な影響が主で、重度の全身性反応はほとんど報告されていない（Yuan er al 2020）。しかし、血栓のリスクが増加したという最近の報告、特にオックスフォード・アストラゼネカ社のワクチンの場合は脳静脈洞血栓症のリスクが増加したという報告があり（Mahase 2021)COVID-19ワクチン全般の安全性について議論の対象となった。致死的な副作用やワクチン接種に関連するあらゆる死亡についてより詳細な洞察を得るためには、剖検データの包括的な分析を行う必要がある。
要約すると、mRNAワクチンを接種した患者の剖検例の結果は、SARS-CoV-2に対するワクチンの初回接種時には、すでに免疫原性が誘導されているが、真の免疫（sterile immunity）は十分に発達していないという見解を裏付けるものである。
利益相反
著者には、商業的または金銭的な利益相反はない。