摘要
背景肾移植受者在COVID-19期间出现严重后果的风险增加。抗病毒抗体被认为可以提供保护,但尚未有关于在SARS-CoV-2感染后肾移植受者抗SARS-CoV-2免疫球蛋白同型的详细描述。
方法我们进行了一项横断面研究,在有记录的SARS-CoV-2感染后的早期(≤14天)或晚期(>14天)时间点,对49名肾移植受者和42名免疫活性对照组进行了研究。使用一种经过验证的基于luminex的半定量多重检测方法,我们测定了针对5种不同病毒表位的IgM、IgG、IgG1-4和IgA抗体的丰度。
结果在SARS-CoV-2感染后的早期和晚期时间点,肾移植受者的总IgG抗三聚体峰(S)、S1、S2和受体结合域(RBD)水平较低,但核衣壳(NC)水平较低。早期IgG抗刺突蛋白表位水平也低于免疫正常对照组。抗sars - cov -2抗体主要为IgG1和IgG3,在两个队列中均有少量转变为IgG2或IgG4。后来的IgG抗刺突、S1、S2、RBD和NC水平在队列间没有显著差异。在诊断或移植状态的基础上,IgM或IgA抗刺突、S1、RBD或S2的动力学没有显著差异。
结论肾移植受者较早出现抗sars - cov -2 IgA和IgM反应,而IgG反应较免疫正常者延迟。这些发现可能解释了COVID-19移植接受者的糟糕结果。
与具有免疫能力的个体相比,肾移植受者的严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)感染与死亡率增加相关。1⇓- - - - - -3.尽管移植患者的不良结果表明对SARS-CoV-2感染的免疫反应受损,但抗SARS-CoV-2抗体反应的研究提供了相互矛盾的结果。一些报告表明,移植受者在感染SARS-CoV-2时总IgG水平正常,4⇓⇓- - - - - -7但抗体下降的速度可能比有免疫能力的受试者更快。8,9最近的研究表明,肾移植受者在第一剂mRNA疫苗接种后,抗体反应较低(6.2%-17%),10⇓- - - - - -12与在普通人群中观察到的强大的早期免疫原性形成对比。13⇓- - - - - -15接受透析的ESKD患者对疫苗的早期反应基本完整,有87%的血清转化。11重要的是,对移植受者自然感染后各种免疫球蛋白类和同型的动态知之甚少。迄今为止发表的研究使用了各种抗体检测方法,这进一步使数据解释和比较复杂化。
在本研究中,我们采用了一种最近开发和验证的高通量多重抗体检测方法16研究肾移植受者和非移植免疫个体对SARS-CoV-2的抗体应答谱。
方法
研究人群
我们的研究包括所有在西奈山或Montefiore医疗中心(均在纽约)随访的经鼻咽拭子样本RT - PCR诊断为正在或先前感染SARS-CoV-2的连续成年肾脏移植受者。从2020年4月至2021年2月在住院期间或后续门诊就诊期间收集血清样本。从9名患者中采集了连续样本。
2020年3月至2021年1月期间,从埃默里医院和门诊患者中招募了具有免疫能力的2019冠状病毒病(COVID-19) pcr阳性鼻咽拭子受试者。从这些对照受试者中,我们确定了经pcr诊断与肾移植受者年龄和时间匹配的个体。随后根据自身免疫性疾病史排除了两名对照组。我们在一个特别的数据库中记录了流行病学、临床和实验室数据。我们根据以前发表的报告对疾病严重程度进行了分级。17
为了进行分析,根据PCR诊断和收集样本进行抗体检测的时间间隔,受试者被分为早期(前14天)和晚期(15天及之后)队列。
该研究获得了参与中心的伦理和科学委员会的适当批准(机构审查委员会[IRB]标题/数字:study -20 - 01922, Mount Sinai Medical Center;IRB-2020-11662, Montefiore医疗中心;irb - 58271,埃默里大学;和IRB-56413,斯坦福大学)。所有患者和对照组均提供知情同意。
血液采集、血清分离、贮存
在无菌试管中收集血液,使其凝结,然后离心分离血清。样品被aliquote并储存在−80°C直到分析。
Anti-SARS-CoV-2抗体测定
sars - cov -2特异性三聚体刺突蛋白IgG抗体的检测穗蛋白的单个穗1 (S1)、穗2 (S2)和受体结合域(rbd);核衣壳(NC)蛋白用One Lambda单抗原珠检测,如前所述(LABScreen COVID Plus;一个Lambda,卡诺加公园,加州),16然后在Luminex FLEXMAP 3D仪器(Luminex Corp., Austin, TX)上分析。采用r -藻红蛋白亲和纯山羊抗人血清IgA α链特异性抗体检测IgA、IgM和IgG1/G2/G3/G4抗体。目录没有。109-115-011), pe标记的抗人IgM (One Lambda, West Grove, PA;目录没有。igg - pec1),小鼠抗人IgG1 (Invitrogen;目录没有。MH1013,小鼠抗人IgG2 (Invitrogen;目录没有。05-3500),小鼠抗人IgG3 (Invitrogen; catalog no. 05–3600), and mouse anti-human IgG4 (Invitrogen; catalog no. A-10651), respectively.18
统计分析
图表和统计使用GraphPad Prism (GraphPad Software, La Jolla, CA)完成。我们表达的结果作为手段和SDs或SEM无阳光说明其他。两个或两个以上配对组的双向比较采用双向方差分析计算,适当时采用Kruskal-Wallis检验。使用Kolmogorov-Smirnov双尾未配对分布进行比较t如果适用,则用双边卡方或双边Fisher精确检验对分类变量进行比较。P计算值以评估个体比较的显著性,值为P=0.05认为有统计学意义。
结果
为了更好地了解移植受者对SARS-CoV-2感染的抗体应答,我们分析了49例经pcr确诊为COVID-19的肾移植受者的58份血清样本。大多数患者为男性(57%),中位年龄57岁(四分位间范围,42-65岁)。取样时的免疫抑制主要包括钙调磷酸酶抑制剂和类固醇激素伴或不伴抗增殖药物。根据PCR诊断后的时间,受试者被分为早期(前14天)和晚期(15天及之后)队列。在采集样本时,与晚期队列相比,早期队列有明显更高的透析需求和更低的淋巴细胞计数。移植受者的早期和晚期队列在covid -19诊断前和诊断后均有类似的抗代谢物暴露;covid -19前的平均每日霉酚酸剂量为1250 mg (SD: 583 mg),而covid -19诊断后的平均每日剂量为421 mg (SD: 526 mg) (表1).早期和晚期对照组的特征也在表1.
我们使用基于珠子的多重检测方法评估了针对SARS-CoV-2三聚刺突蛋白(spike)、S1、spike RBD、S2和NC表位的抗体。16所示图1在sars - cov -2阳性移植受者中,较早获得的样本中总IgG抗刺突、S1、S2和RBD水平较低,NC水平较低。与诊断后14天内获得的免疫能力匹配的受试者样本相比,针对所有spike表位的IgG抗体也较低。这些抗体主要是IgG1和IgG3,而在两个队列中切换到IgG2或IgG4的抗体主要是IgG1和IgG3 (补充图1).早期和晚期时间点以及移植患者与免疫正常受试者之间的IgG1和IgG3差异模式在很大程度上反映了总IgG。有趣的是,移植受者的总IgG抗三聚体峰值、S1、S2、RBD和NC的晚期水平与匹配的免疫合格对照在确诊感染后14天获得>的患者没有显著差异。在早期和晚期免疫活性对照中,针对spike表位的IgG水平呈非统计显著性上升趋势。综上所述,这些数据表明,在肾移植受者中,针对SARS-CoV-2刺突蛋白的延迟IgG反应在恢复期达到正常水平。
IgG抗刺突抗体的产生取决于诊断后的时间,而不是抗nc抗体。三聚体穗、S1、RBD、S2或NC表位特异性的总IgG水平。血清来自(暗红色)移植受者诊断后≤14天,(棕色)移植受者诊断后14天>,(深蓝色)免疫活性个体诊断后≤14天,(淡蓝色)免疫活性个体诊断后14天>。MFI:平均荧光强度;ns,不重要。*P= 0.05;**P= 0.01;***P< 0.001。
作为一种确定移植受者与免疫能力良好的对照组对冠状病毒产生保护性IgG免疫反应的能力的方法,我们还评估了所有四个队列中针对四种普通感冒冠状病毒的恢复期IgG水平。所示补充图2,这些抗体水平在所有四个队列之间具有可比性;唯一的例外是移植组和对照组晚期组的抗oc43峰值S1。这些数据与SARS-CoV-2抗体反应的数据一致,表明肾移植受者最终达到正常的抗病毒抗体水平,尽管他们的动力学可能会延迟。
我们还评估了来自同一受试者血清的IgM和单体IgA (图2).在移植受者感染后早期与晚期IgM抗穗抗原表位水平较低,但在免疫正常的受试者中没有统计学趋势。与IgG水平相比,在早期和晚期疾病中,IgA抗spike、S1、RBD或S2 IgA没有显著差异。在两个时间点,移植受者的抗体水平与SARS-CoV-2免疫对照相似。综上所述,这些数据表明,与IgG反应不同,在感染SARS-CoV-2后,向IgA的级别转换发生在正常的时间过程中。
对多个SARS-CoV-2表位的早期IgM和IgA。三聚体穗、S1、RBD、S2或NC抗原表位的总(A) IgM或(B) IgA水平。血清来自(暗红色)移植受者诊断后≤14天,(棕色)移植受者诊断后14天>,(深蓝色)免疫活性个体诊断后≤14天,(淡蓝色)免疫活性个体诊断后14天>。有统计学差异的比较显示。MFI:平均荧光强度。
接下来我们评估了总IgG、IgM和IgA随时间的变化。散点图显示IgG抗刺突抗体(所有抗原表位均已检测)在感染后的较晚时间点较高,而抗nc抗体不较高(图3一)(数据未显示)。IgM抗满峰、抗s1和抗rbd也有时间依赖性的上升,但抗s2或NC没有上升(图3 b).与IgG的时间依赖性上升相比,IgA水平随时间的分析表明,IgA抗刺突(所有测试的表位)不随时间显著上升,而IgA抗nc在初次感染后随时间下降(图3 c).纵向样本,包括早期(≤14天)和晚期(>14天),可用于4例肾移植受者。在一个受试者的样本采集间隔23天内,IgA抗刺突抗体的动力学比IgG抗nc抗体的动力学快(图4一).接下来,我们用早期和晚期可用的样本分析了所有四个受试者。与整个队列数据一致的是,IgG抗刺突剂有增加的趋势,但抗nc没有增加,尽管这没有达到统计学意义。在这四个个体中,IgM抗刺突的增加也有类似的趋势。相比之下,IgA抗刺突水平没有一致的变化。综上所述,这些数据表明,向IgA的类型转换发生在疾病过程的早期,并且可能比IgG同型的衰减速度更快。
![图3。](http://www.inmeli.com/content/jnephrol/early/2021/11/14/ASN.2021040573/F4.medium.gif)
IgG, IgM, IgA的动力学分析。(A) IgG, (B) IgM和(C) IgA水平特异性三聚体峰值,RBD,或NC的MFI绘制了基于pcr诊断SARS-CoV-2感染后100天的样本。这条线是由简单的线性回归得到的。P值表示直线斜率的重要性。ns,不重要。MFI:平均荧光强度。
个体受试者抗体同型动力学的纵向分析。(A)单例患者IgG和IgA抗体的时间历程。蓝色色谱柱是诊断后第9天的血清,橙色色谱柱是诊断后第32天的血清。(B)四个实验对象的早期和晚期时间点的比较。线条表示来自同一主题的样本。P值是使用双尾配对计算的t测试。MFI:平均荧光强度。
讨论
肾移植患者中COVID-19患者的死亡率上升和对SARS-CoV-2疫苗的早期反应受损一直是令人担忧的问题。1⇓- - - - - -3.,10有趣的是,这项研究的数据表明,尽管在肾移植受者中抗病毒IgG的产生是延迟的,但后来的总IgG水平和各亚类IgG水平与在免疫正常个体中观察到的水平相似。
IgM的产生在对SARS-CoV-2感染的反应中没有被延迟,这表明免疫抑制维持治疗对滤泡外和T细胞独立的体液反应没有明显的损害。相反,尽管IgG的产生可以在滤泡外反应中发生,19⇓- - - - - -21它主要是一种需要T卵泡辅助细胞帮助的B细胞类转换的生发中心产物。22由于用于防止同种异体排斥反应的免疫抑制药物主要针对T细胞和B细胞,器官移植受者的抗病毒IgG反应通常受损。23相反,在我们的队列患者中,抗SARS-CoV-2的IgG产生延迟,但没有显著受损。这种非典型反应可能是由于COVID-19患者感染期间免疫抑制减弱而促成的。先前的研究表明,器官移植受者抗代谢物对SARS-CoV-2疫苗的抗体反应受损。10,24⇓- - - - - -26在我们的队列中,超过80%的患者在感染后显著减少或停用霉酚酸酯,这可能解释了后来IgG水平正常的原因。尽管并非相互排斥,但另一种假设是,在COVID-19患者中,IgG的产生主要是滤泡外的,可能是独立于T细胞的。21尽管如此,在疾病的急性期IgG产生受损的事实可能至少部分解释了此前报道的与COVID-19相关的该人群发病率和死亡率增加。
免疫球蛋白g anti-SARS-CoV-2突起蛋白抗体的存在在大多数我们群感染者在感染后1个月接种疫苗后抗体反应形成鲜明对比的人口,在不到一半的这些人达到两个标准剂量的信使核糖核酸疫苗后积极回应。24⇓⇓- - - - - -27对于这种差异有几种可能的解释。首先,自然感染通过呼吸途径发生,导致先天免疫反应的协调,包括局部树突状细胞和呼吸道上皮细胞的激活。这种情况可能比接种疫苗的肌肉更容易产生有效的免疫反应。其次,疫苗只有刺突蛋白表位,而自然感染有4个结构蛋白和23个非结构蛋白协同表达。28第三,自然感染导致大量全身性炎症,toll样受体激活在接种疫苗时未见。在我们队列研究的许多受试者中,由于疾病的严重程度,这一过程被延长,可能导致更强劲的反应。在这种促炎背景下,减少免疫抑制可能对增强抗体反应特别重要。了解这些机制中的哪一种负责可能有助于深入了解在这一高危人群中改进的疫苗接种策略。
分泌型IgA在保护粘膜表面免受病原体侵害方面发挥着关键作用。29重要的是,血清IgA对SARS-CoV-2具有比IgG更强的中和活性。30.然而,目前对肾移植受者抗sars - cov -2 IgA反应的了解甚少。我们的研究表明,移植受者在疾病早期有效地转换为IgA。IgA类转换可能通过T细胞无关的途径发生31也可以解释为什么免疫抑制疗法对Ig班的影响较小。特别是,在sars - cov -2感染个体中观察到的浆母细胞和T卵泡辅助细胞扩张之间缺乏相关性,这与COVID-19期间发生的生发中心无关的IgA诱导相一致,但需要更多的研究来证实这一有趣的假设。21,30.,32
本研究存在一些局限性,包括样本量相对较小,统计能力较弱,这可能会降低我们研究结果的通用性。然而,在感染后的每个时间段纳入免疫活性对照,强化了我们的结论。在晚期免疫能力组中,与临床疾病严重程度峰值的匹配并不完美,这有可能导致该组抗体强度的改变。对大多数被纳入的个体缺乏连续样本是另一个限制。然而,在连续收集血清的个体中观察到的趋势证实了其余横断面数据得出的结论。肾移植受者是唯一进行评估的移植类型。鉴于维持免疫抑制的差异,这些发现可能不适用于其他器官的受体。
总的来说,我们的数据表明,肾移植受者对SARS-CoV-2的IgM和IgA反应较早,而IgG反应较晚。这可能至少在一定程度上解释了肾移植患者感染SARS-CoV-2后的糟糕结局。我们的数据很可能扩展到其他慢性免疫抑制患者。
披露的信息
E. Akalin报告与CareDx和Immucor的咨询协议;Angion, Astellas, CareDx和国家卫生研究院的研究资金;CareDx和Immucor的酬金;以及CareDx和Immucor的科学顾问或会员。H.M. Gebel报告了与Immucor和One Lambda(赛默Fisher的一个部门)的咨询协议,以及移植受者科学注册的科学顾问或会员。A. Girnita报告了与Hookipa Biotech GmbH(奥地利维也纳)、INTEGRIS Baptist Medical Center(俄克拉荷马城,OK)和Kezar Life Science(旧金山,CA)的咨询协议。F.E.-H。李是Micro-plex, Inc.的创始人;获得BMGF和Genentech的资助;是Be Bio Pharma的科学顾问委员会成员; has received research funding via grants from BMGF and Genentech; has received honoraria from Be Bio Pharma; and receives license royalties from BLI, Inc. J.S. Maltzman has received honoraria from FOCIS and One Lambda, Inc./Thermo Fisher; has received research funding from One Lambda/Thermo Fisher; is a member of the American Society of Nephrology (ASN) Kidney Week Education Committee (ended November 2020); was on the board of directors of the American Society of Transplantation (AST; ended June 2021); was part of the AST Research Network (ended June 2021); is Secretary/Treasurer of the Federation of Clinical Immunology Societies; is on the Transplantation Science Committee of the Transplantation Society; is a member of the ASN Qihan Biotech scientific advisory board; and has a family member who is employed by and has an equity interest in Genentech/Roche. M. C. Menon reports ownership interest in Renalytix AI and scientific advisor or membership with theJASN作为编辑委员会的前编辑研究员临床医学杂志编辑委员会,临床移植作为副编辑。I. Sanz报告与BMS、Celgene、GSK、Janssen、Kyverna和Visterra的咨询协议;Kyverna的所有权权益;来自夸大和葛兰素史克的研究经费;来自BMS/Celgene、GSK、Janssen和Visterra的酬金;以及Kyverna的科学顾问或成员。E.S. Woodle报告与诺华和赛诺菲的咨询协议;安进(Amgen)、百时美施贵宝(Bristol Myers Squibb)、诺华(Novartis)和Veloxis的研究资助;诺华和赛诺菲的酬金;和赛诺菲的发言人局。 All remaining authors have nothing to disclose.
资金
这项研究是由美国国立卫生研究院资助的,国家过敏和传染病研究所授予3U01AI063594‐17S1(给P. Cravedi和M.C. Menon)和P01AI125180-05S1(给f.e - h。李和我。桑兹)和热费希尔科学/One Lambda, Inc.(致J.S. Maltzman)。
致谢
作者真诚地感谢Robert Bray博士(埃默里大学),Jar-How Lee博士(Terasaki研究所)和Sander S. Florman博士(Mount Sinai)的投入,以及工作人员和患者的努力。
资助方没有参与研究的设计和实施;数据的收集、管理、分析和解释;手稿的准备、审查或批准;并决定将手稿提交出版。
内容完全是作者的责任,并不一定代表国家卫生研究院的官方观点。
P. Cravedi、A. Girnita和J.S. Maltzman构思、设计和监督了该项目;P. Ahearn, P. Cravedi, J.S. Maltzman, L. Wang和T. Yalamarti进行了分析和解释数据;Y. Azzi、M. Billah、S. Hartzell、A. Jain和M. c . Menon招募移植患者并处理样本;n。哈达德,F.E.-H。Lee, A. Morrison-Porter和I. Sanz招募了对照组受试者并提供样本;E. Akalin, M. Fernandez-Vina, H.M. Gebel, f.e - h。Lee、I. Sanz和E.S. Woodle帮助批判性地解释数据;手稿由P. Ahearn、P. Cravedi、A. Girnita和J.S. Maltzman撰写;所有作者都对手稿进行了审阅和编辑。
补充材料
这篇文章包含以下在线补充材料//www.inmeli.com/lookup/suppl/doi:10.1681/ASN.2021040573/-/DCSupplemental.
补充图1.SARS-CoV-2特异性IgG亚型抗体的测定
补充图2.普通感冒冠状病毒IgG测定。
脚注
提前在网上出版。出版日期载于www.jasn.org.
- 版权所有©2021美国肾脏学会万博体育max3