Immune Response after COVID-19 Vaccination in Elite Athletes

Abstract

The COVID-19 pandemic led to the development of new and different types of vaccines. These vaccines differ in mechanism, immunogenicity and reactogenicity and have been widely used in the adult population. However, there were concerns about their efficacy and the acceptability of their side effects in athletes. Therefore, this study investigates the immunogenicity and reactogenicity in elite athletes after COVID-19 vaccination and compares the responses between a double-dosed mRNA and a single-dosed vector vaccine. The immune response was analysed in 72 athletes (56 mRNA (BNT162b2/mRNA-1273), 16 vector (Ad26.COV2.S) vaccinations). Blood samples were taken before the first vaccination, 14 days after the second mRNA vaccination and 21 days after the single Ad26.COV2.S vaccination. The long-term immune response was analysed 6 months after the last vaccination. The vaccine-induced immunoglobulin G antibody response, its neutralizing activity, CD 4 T-cells and CD 8 T-cells were assessed. Side effects, including time loss in training, were self-reported by the athletes. Overall, the induction of immunoglobulin G antibodies was significantly greater with the double-dosed mRNA vaccines (5702 BAU/ml, p<0.001) compared to a single dose of Ad26.COV2.S (61 BAU/ml). In addition, the median neutralizing activity after mRNA vaccination was significantly greater (99.7%, p<0.001) than after the single-dosed Ad26.COV2.S vaccination (11%). This was also observed for CD 4 T-cells, which were induced significantly stronger by the mRNA vaccines (0.13%, p<0.001) than by the Ad26.COV2.S vaccine (0.05%), while the opposite was true for CD 8 T-cells (mRNA: 0.02%, Ad26.COV2.S (0.15%, p<0.001). After reviewing the initial results, a booster immunisation was indicated for the Ad26.COV2.S sample. This was done with the BNT162b2 vaccine in 11 athletes. Two weeks after this booster immunisation IgG antibodies increased significantly to 3456 BAU/ml (p<0.001), as did the neutralizing activity of the antibodies (100%, p<0.001), CD 4 T-cells (0.13%, p<0.001) and CD 8 T-cells (0.43%, p<0.001). The cumulative median time loss in training after the double-dosed mRNA vaccines was 2 days. Initially, the single-dosed Ad26.COV2.S vaccine also resulted in a median time loss of 2 days. The cumulative median time loss after Ad26.COV2.S and mRNA boost vaccination was 3 days. Our results indicate that the immune response in competitive athletes after vaccination with Ad26.COV2.S results in a poorer immune response than after vaccination with mRNA vaccines. A booster vaccination after Ad26.COV2.S vaccination leads to a significant increase in immune parameters comparable to the initial immune response after mRNA vaccination. The effects of vaccination on training, as measured by the duration of training restrictions and the incidence of side effects, were comparable.

Die COVID-19 Pandemie hat zu einer schnellen Entwicklung von neuen Impfstoffen geführt, die sich in Bezug auf ihren Mechanismus, ihre Immunogenität und die Reaktogenität unterscheiden. Die verschiedenen Impfstoffe wurden in der Erwachsenenbevölkerung in großem Umfang eingesetzt. Dennoch gab es Bedenken hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und der Akzeptanz ihrer Nebenwirkungen bei Sportlern. In der vorliegenden Studie werden daher die Immunogenität und die Reaktogenität bei Leistungssportlern nach einer COVID-19-Impfung untersucht und die Reaktionen zwischen einer doppeldosierten mRNA-Impfung und einer einfachdosierten Vektor-Impfung (Ad26.COV2.S -Impfung) verglichen. Die Immunreaktion wurde bei 72 Sportlern (56 mRNA- (BNT162b2/ mRNA-1273), 16 Vektor- (Ad26.COV2.S) Impfungen) analysiert. Die Blutproben wurden vor der Impfung, 14 Tage nach der zweiten mRNA- und 21 Tage nach der einmaligen Ad26.COV2.S-Impfung genommen. Zur Beobachtung der Langzeitimmunität wurde 6 Monate nach der letzten Impfung erneut Blut abgenommen. Anhand der entnommenen Blutproben wurden die Immunglobulin G (IgG) Antikörperreaktion, die neutralisierende Aktivität der Antikörper, CD 4 T-Zellen und CD 8 T-Zellen analysiert. Die Nebenwirkungen, einschließlich des Zeitverlusts beim Training, wurden von den Sportlern in einem Tagebuch dokumentiert. Insgesamt war die Induktion von IgG-Antikörpern bei einer doppelten Dosis mRNA-Impfstoff signifikant größer (5702 BAU/ml, p<0.001) als bei einer einzelnen Dosis Ad26.COV2.S (61 BAU/ml). Darüber hinaus war die mediane neutralisierende Aktivität nach mRNA-Impfstoffen signifikant höher (99,7 %, p<0.001) als nach der Ad26.COV2.S-Einzelimpfung (11 %). Dies wurde auch für die CD 4 T-Zellen beobachtet, die durch die mRNA-Impfstoffe signifikant stärker induziert wurden (0.13%, p<0.001) als durch den Ad26.COV2.S-Impfstoff (0.05%). Die CD 8 T-Zellen wurden durch die Ad26.COV2.S Impfung signifikant mehr induziert (0.15%) als durch die mRNA-Impfung (0.02%, p<0.001). Nach einer vorläufigen Analyse wurde eine Auffrischungsimpfung für die Ad26.COV2.S-Stichprobe empfohlen. Diese wurde mit dem BNT162b2-Impfstoff bei 11 Sportlern durchgeführt. 2 Wochen nach der Auffrischungsimpfung stiegen die IgG-Antikörper signifikant auf 3456 BAU/ml an (p<0.001), ebenso die neutralisierende Aktivität der Antikörper (100%, p<0.001), die CD 4 T-Zellen (0,13%, p<0.001) und die CD 8 T-Zellen (0.43%, p<0.001). Der kumulative mediane Zeitverlust beim Training nach den mRNA-Impfungen betrug 2 Tage. Auch die Einzeldosis des Ad26.COV2.S -Impfstoffs führte zunächst zu einem medianen Zeitverlust von 2 Tagen. Der kumulierte mediane Zeitverlust durch die Nebenwirkungen der Impfung betrug nach der heterologen Ad26.COV2.S und mRNA-Impfung 3 Tage. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Immunantwort bei Leistungssportlern nach der Impfung mit Ad26.COV2.S schlechter ausfällt als nach der Impfung mit mRNA-Impfstoffen. Eine Auffrischungsimpfung nach der Ad26.COV2.S-Impfung führt zu einem signifikanten Anstieg der Immunparameter, der mit der anfänglichen Immunantwort nach der mRNA-Impfung vergleichbar ist. Die Auswirkungen der Impfung auf das Training, gemessen an der Dauer der Trainingseinschränkungen und dem Auftreten von Nebenwirkungen, waren vergleichbar.