מחקר שערך משרד הבריאות בשיתוף 3 אוניברסיטאות מישראל מראה ששיעור התחלואה הקשה בקרב מחוסני המנה הרביעית מגיל 60 ומעלה היה נמוך פי כ-3 לעומת מחוסנים במנה שלישית בלבד, והמוגנות לא דעכה לאורך כל תקופת המחקר, שארך כחודשיים. שיעור המקרים המאומתים בקרב מחוסני המנה הרביעית היה גם הוא נמוך בכפי 2 לעומת מחוסני מנה שלישית בלבד, אך ההגנה כנגד הדבקה דעכה במהלך שמונה השבועות של המחקר.

המחקר התפרסם הלילה בכתב העת המדעי "The New England Journal of Medicine" לאחר ביקורת עמיתים. הוא התבסס על נתונים של מעל למיליון אנשים מעל גיל 60, שהיו רשאים לקבל את המנה הרביעית, ובחן את ההגנה המתקבלת על ידי המנה הרביעית בתקופה שבין ה-10 בינואר ל-2 במרץ 2022.

על מנת להימנע מהטיות בין מי שבחרו להתחסן במנה רביעית ומי שבחרו שלא, המחקר השווה גם את שיעורי התחלואה של מקבלי המנה הרביעית מהשבוע השני ואילך, לעומת שיעורי התחלואה בשבוע הראשון לאחר קבלת המנה הרביעית, בו תוספת ההגנה של החיסון עדיין חלקית. בניתוח זה התקבלו תוצאות דומות של שיפור ברמת ההגנה.

ישראל היתה המדינה הראשונה בעולם להכריז על מתן חיסון רביעי לאוכלוסיות בסיכון. ההחלטה התקבלה ב-2 בינואר השנה, עם התפשטות גל האומיקרון והעלייה בתחלואה. החיסון ניתן לאוכלוסייה מעל גיל 60 ולאנשים בסיכון, ולאחר מכן גם לאוכלוסיות צעירות יותר.

המחקר בוצע על ידי צוות חוקרים ממכון ויצמן למדע, ממשרד הבריאות, מהטכניון, מהאוניברסיטה העברית, וממכון גרטנר במרכז הרפואי שיבא. הוא מצטרף למחקר  שערך מכון המחקר של שירותי בריאות כללית בו נבדקו כחצי מיליון מבוטחים, שהעלה הגנה של פי 4 מתחלואה קשה למתחסנים בחיסון הרביעי מעל גיל 60, לעומת מחוסנים במנה שלישית 'ישנה', ופורסם לפני ביקורת עמיתים.