Warum manche Menschen nach einer Impfung mit Fieber reagieren, während andere kaum Beschwerden verspüren, ist bislang nur unvollständig geklärt. Hinweise liefert nun die µHEAT-Studie ("Microbial-Human Ecology and Temperature"), in der 171 gesunde junge Erwachsene nach einer SARS-CoV-2-mRNA-Impfung untersucht wurden. Die Ergebnisse legen nahe, dass bestimmte Eigenschaften des Darmmikrobioms und damit verbundene Ernährungsgewohnheiten die Ausprägung von Impfreaktionen beeinflussen könnten.
Teilnehmer:innen, die nach der Impfung Fieber entwickelten, wiesen bereits vor der Immunisierung ein charakteristisches mikrobielles Profil auf. Im Vergleich zu Personen ohne Fieberreaktion fanden sich häufiger Darmbakterien mit einer erhöhten Produktion von Flagellinen, den Proteinen der bakteriellen Geißeln. Besonders vertreten waren Bakterien der Gattung Waltera (früher Acetatifactor, Familie Lachnospiraceae). Flagellin wird über Toll-like-Rezeptor 5 (TLR5) vom angeborenen Immunsystem erkannt und gilt als potenter Stimulus entzündlicher Immunreaktionen.
Die Studie zeigte zudem, dass das Fieber selbst die Zusammensetzung des Darmmikrobioms kaum beeinflusste. Vielmehr scheint ein bereits bestehendes proinflammatorisches Milieu die Reaktion auf die Impfung zu prägen. So fanden sich bei Personen mit Fieber sowohl vor als auch nach der Impfung Hinweise auf eine chronische niedriggradige intestinale Entzündungsaktivität. Unter anderem waren die fäkalen Calprotectin-Werte erhöht.
Um die funktionelle Relevanz dieser Beobachtungen zu überprüfen, transplantierten die Forscher:innen Stuhlproben von Teilnehmer:innen mit unterschiedlicher Fieberneigung auf Mäuse ohne Darmmikrobiom. Tiere, die das Mikrobiom fieberpositiver Personen erhielten, entwickelten nach einer mRNA-Impfung ausgeprägtere Entzündungsreaktionen als Mäuse mit Mikrobiota von Personen ohne Fieberreaktion. Dieser Effekt war zumindest teilweise von der Erkennung bakterieller Flagelline durch angeborene Immunrezeptoren abhängig, was die zentrale Rolle dieser bakteriellen Proteine weiter unterstützt.
Interessanterweise bestand kein Zusammenhang zwischen der Fieberreaktion und der Stärke der Antikörperantwort. Die Daten sprechen somit gegen die häufig geäußerte Annahme, dass Fieber zwangsläufig mit einer besseren Impfwirksamkeit einhergeht. Die Schutzwirkung der Impfung war unabhängig vom Auftreten von Fieber.
Auch Ernährungsfaktoren könnten eine Rolle spielen. Teilnehmer:innen mit vegetarischer oder veganer Ernährungsweise entwickelten seltener Fieber als Personen mit omnivorer Ernährung. Darüber hinaus waren Fieberreaktionen mit metabolischen Markern assoziiert, die typischerweise im Zusammenhang mit einer westlichen Ernährungsweise stehen. Die Analysen deuteten auf eine geringere Aufnahme ballaststoffreicher Lebensmittel bei den Betroffenen hin.
Experimentelle Untersuchungen liefern zudem Hinweise darauf, dass bestimmte Bestandteile hochverarbeiteter Lebensmittel die Flagellinproduktion fördern könnten. In vitro steigerte Carboxymethylcellulose (E 466) das Wachstum von Waltera-Bakterien sowie die Produktion von Flagellin. Dieser Effekt wurde durch weitere häufig verwendete Lebensmittelzusatzstoffe zusätzlich verstärkt. Auch bei Mäusen führte eine westliche Ernährungsweise zu ausgeprägteren Impfreaktionen.
Die Autor:innen folgern, dass eine chronisch erhöhte Flagellinproduktion im Darmmikrobiom die Grundaktivität des Immunsystems beeinflussen und dadurch entzündliche Impfreaktionen begünstigen könnte. Ob sich durch gezielte Ernährungsinterventionen oder mikrobiommodulierende Strategien Impfnebenwirkungen beim Menschen reduzieren lassen, müssen weitere Studien zeigen.