Natural History of Myocardial Injury After COVID-19 Vaccine-Associated Myocarditis

Can J Cardiol. 2022 Nov;38(11):1676-1683. doi: 10.1016/j.cjca.2022.07.017. Epub 2022 Aug 6.

Abstract

Background: Acute myocarditis is a rare complication of mRNA-based COVID-19 vaccination. Little is known about the natural history of this complication.

Methods: Baseline and convalescent (≥ 90 days) cardiac magnetic resonance (CMR) imaging assessments were performed in 20 consecutive patients meeting Updated Lake Louise Criteria for acute myocarditis within 10 days of mRNA-based vaccination. CMR-based changes in left ventricular volumes, mass, ejection fraction (LVEF), markers of tissue inflammation (native T1 and T2 mapping), and fibrosis (late gadolinium enhancement [LGE] and extracellular volume [ECV]) were assessed between baseline and convalescence. Cardiac symptoms and clinical outcomes were captured.

Results: Median age was 23.1 years (range 18-39 years), and 17 (85%) were male. Convalescent evaluations were performed at a median (IQR) 3.7 (3.3-6.2) months. The LVEF showed a mean 3% absolute improvement, accompanied by a 7% reduction in LV end-diastolic volume and 5% reduction in LV mass (all P < 0.015). Global LGE burden was reduced by 66% (P < 0.001). Absolute reductions in global T2, native T1, and ECV of 2.1 ms, 58 ms, and 2.9%, repectively, were documented (all P ≤ 0.001). Of 5 patients demonstrating LVEF ≤ 50% at baseline, all recovered to above this threshold in convalescence. A total of 18 (90%) patients showed persistence of abnormal LGE although mean fibrosis burden was < 5% of LV mass in 85% of cases. No patient experienced major clinical outcomes.

Conclusions: COVID-19 mRNA vaccine-associated myocarditis showed rapid improvements in CMR-based markers of edema, contractile function, and global LGE burden beyond 3 months of recovery in this young patient cohort. However, regional fibrosis following edema resolution was commonly observed, justifying need for ongoing surveillance.

Contexte: La myocardite aiguë est une complication rare de l’administration d’un vaccin à ARNm contre la COVID-19. Toutefois, on en sait peu sur l’histoire naturelle de cette complication.

Méthodologie: Des examens d’imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque ont été réalisés au départ et lors de la convalescence (≥ 90 jours) chez 20 patients consécutifs répondant aux critères modifiés de Lake Louise relatifs à la myocardite aiguë dans les 10 jours suivant l’administration d’un vaccin à ARNm. Les changements à l’IRM cardiaque pour le ventricule gauche (VG) – volume, masse, fraction d’éjection (FEVG), marqueurs d’inflammation tissulaire (établissement du T1 natif et du T2) et fibrose (rehaussement tardif au gadolinium et volume extracellulaire) – ont été évalués au départ et lors de la convalescence. Les symptômes cardiaques et les résultats cliniques ont aussi été notés.

Résultats: L’âge médian était de 23,1 ans (min.-max. : 18-39 ans), et 17 participants (85 %) étaient des hommes. Les évaluations pendant la convalescence ont été effectuées à une médiane (écart interquartile) de 3,7 (3,3-6,2) mois. Une amélioration absolue moyenne de 3 % de la FEVG a été constatée, accompagnée d’une réduction de 7 % du volume diastolique du VG et d’une réduction de 5 % de la masse du VG (toutes les valeurs p < 0,015). Dans l’ensemble, le rehaussement tardif au gadolinium a été réduit de 66 % (p < 0,001). Des réductions absolues de 2,1 ms, 58 ms et 2,9 % ont respectivement été notées pour la T2 globale, la T1 native et le volume extracellulaire (toutes les valeurs p ≤ 0,001). Parmi les cinq patients présentant une FEVG ≤ 50 % au départ, tous ont connu une récupération surpassant ce seuil lors de la convalescence. Un rehaussement tardif anormal au gadolinium a persisté chez 18 patients (90 %), mais le fardeau moyen de la fibrose était inférieur à 5 % de la masse du VG dans 85 % des cas. Aucun patient n’a connu d’événement clinique majeur.

Conclusions: Une amélioration rapide des marqueurs à l’IRM cardiaque de l’œdème, de la fonction contractile et du fardeau global du rehaussement tardif au gadolinium après trois mois de récupération a été observée dans cette cohorte de jeunes patients atteints d’une myocardite associée aux vaccins à ARNm contre la COVID-19. Malgré tout, une fibrose régionale après la résolution de l’œdème a été observée fréquemment, ce qui justifie la nécessité d’une surveillance continue.

MeSH terms

  • Adolescent
  • Adult
  • COVID-19 Vaccines / adverse effects
  • COVID-19* / epidemiology
  • COVID-19* / prevention & control
  • Contrast Media
  • Convalescence
  • Female
  • Fibrosis
  • Gadolinium
  • Heart Injuries*
  • Humans
  • Magnetic Resonance Imaging, Cine
  • Male
  • Myocarditis* / diagnosis
  • Myocarditis* / etiology
  • Myocarditis* / pathology
  • Myocardium / pathology
  • Predictive Value of Tests
  • RNA, Messenger
  • Stroke Volume
  • Ventricular Function, Left
  • Young Adult
  • mRNA Vaccines

Substances

  • COVID-19 Vaccines
  • Contrast Media
  • Gadolinium
  • RNA, Messenger