Characteristics of virus-specific immunological reactions following COVID-19 vaccination in heart transplant recipients

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Heart transplant patients are at an increased risk of COVID-19 infection adverse outcomes because of underlying immunosuppression and concomitant comorbidities. To date, all large-scale randomized controlled trials for various COVID-19 vaccines have excluded solid organ transplant recipients. Therefore, the efficacy and safety of coronavirus infection prevention using COVID-19 vaccines in transplant heart patients has not been sufficiently studied. In this research, the evaluation of virus-specific immunological reactions after vaccination (double Vero Cell vaccination and Sputnik Light booster vaccination) in heart transplant patients has been carried out. In vaccinated heart transplant individuals who did not have a history of COVID-19, starting from 4–6 months after the 2nd dose of the vaccine, an increase in antibodies to S protein level of was observed, while maintaining statistically significant differences for 9–12 months after vaccination (regardless of whether with or without booster vaccination). However, the concentration of antibodies remained low, and 37% of patients detected no antibodies. In vaccinated heart transplant individuals following the previous COVID-19 infection, as compared to seronegative patients, post-vaccination immunity is accompanied by maintaining a high level of virus-specific IgG antibodies to the S protein of the SARS-CoV-2 virus in the dynamics of the post-vaccination period with a statistically significant increase of these antibodies by 9–12 months after booster vaccination. The specific cellular response (according to the assessment of CD3⁺154⁺ and CD3⁺IFNγ⁺ TNFα⁺ cells) to the S protein of the SARS-CoV-2 virus remained low throughout the entire follow-up period, was recorded in 5–40% of heart transplant patients and statistically significant changes in the number of spikereactive lymphocytes were observed in patients with a history of COVID-19 by 4–6 months after administration of the 2nd dose of the vaccine. This, together with the results of the assessment of the humoral response, indicates a more pronounced post-vaccination immunity in patients with a hybrid immunity. While developing a methodology for assessing the risk and benefit of a vaccination strategy for individual heart transplant patients, clinical efficacy, ongoing monitoring of rare serious adverse events, and data on vaccine immunogenicity should be taken into account.

About the authors

Marina M. Zafranskaya

Belarusian State Medical University; International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Author for correspondence.
Email: zafranskaya@gmail.com

DSc (Medicine), Professor, Chief Researcher, Scientific Research Institute of Experimental and Clinical Medicine, Head, Immunology Department

Belarus, 220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1; Minsk

D. B. Nizheharodava

Belarusian State Medical University; International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Email: zafranskaya@gmail.com

PhD (Biology), Leading Researcher, Research Institute of Experimental and Clinical Medicine, Associate Professor, Immunology Department

Belarus, 220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1; Minsk

O. G. Shatova

Belarusian State Medical University; International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Email: zafranskaya@gmail.com

PhD (Medicine), Associate Professor, Senior Researcher, Chronic Heart Failure Laboratory, National Research and Practical Center “Cardiology”

 

Belarus, 220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1; Minsk

I. I. Russkih

Belarusian State Medical University; International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Email: zafranskaya@gmail.com

Doctor of Clinical Laboratory Diagnostics

Belarus, 220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1; Minsk

A. V. Velichko

Belarusian State Medical University; International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University

Email: zafranskaya@gmail.com

Junior Researcher, Research Institute of Experimental and Clinical Medicine, Assistant Professor, Immunology Department

Belarus, 220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1; Minsk

M. I. Vanslau

Belarusian State Medical University

Email: zafranskaya@gmail.com

Researcher, Research Institute of Experimental and Clinical Medicine

Belarus, Minsk

S. F. Novitskaya

Belarusian State Medical University

Email: zafranskaya@gmail.com

Assistant Professor

Belarus, Minsk

T. L. Denisevich

National Research and Practical Center “Cardiology”

Email: zafranskaya@gmail.com

Researcher

Belarus, Minsk

M. G. Kolyadko

National Research and Practical Center “Cardiology”

Email: zafranskaya@gmail.com

PhD (Medicine), Associate Professor, Head of the Clinical Diagnostic Laboratory

Belarus, Minsk

E. K. Kurlyanskaya

National Research and Practical Center “Cardiology”

Email: zafranskaya@gmail.com

DSc (Medicine), Professor, Deputy Director for Therapeutic Care

Belarus, Minsk

References

  1. Бельская И.В., Амвросьева Т.В., Богуш З.Ф., Поклонская Н.В., Анисько Л.А., Рогачева Т.А. Гуморальный иммунитет к SARS-CoV-2 в условиях доминирования разных вариантов вируса // Лабораторная диагностика. Восточная Европа. 2023. Т. 12, № 4. С. 523–535. [Belskaya I.V., Amvroseva T.V., Bogush Z.F., Poklonskaya N.V., Anisko L.A., Rogacheva T.A. Humoral Immunity against Different SARS-CoV-2 Variants. Laboratornaya Diagnostika. Vostochnaya Evropa = Laboratory Diagnostics. Eastern Europe, 2023, vol. 12, no. 4, pp. 523–535. (In Russ.)] doi: 10.34883/PI.2023.12.4.004
  2. Сизякина Л.П., Андреева И.И., Харитонова М.В. Механизмы формирования гибридного иммунитета у лиц, переболевших COVID-19 и вакцинированных пептидными антигенами SARS-CoV-2 // Медицинская иммунология, 2022. Т. 24, № 3. С. 629–640. [Sizyakina L.P., Andreeva I.I., Kharitonova M.V. Mechanisms of hybrid immunity formation in people who recovered from COVID-19 and were vaccinated with SARS-CoV-2 peptide antigens. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2022, vol. 24, no. 3, pp. 629–640. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-MOF-2490
  3. Aslam S., Adler E., Mekeel K., Little S.J. Clinical effectiveness of COVID-19 vaccination in solid organ transplant recipients. Transpl. Infect. Dis., 2021, vol. 23: e13705. doi: 10.1111/tid.13705.
  4. Boyarsky B.J., Werbel W.A., Avery R.K., Tobian A.A.R., Massie A.B., Segev D.L., Garonzik-Wang J.M. Antibody Response to 2-Dose SARS-CoV-2 mRNA Vaccine Series in Solid Organ Transplant Recipients. JAMA, 2021, vol. 325, no. 21, pp. 2204–2206. doi: 10.1001/jama.2021.7489
  5. Braun J., Loyal L., Frentsch M., Wendisch D., Georg P., Kurth F., Hippenstiel S., Dingeldey M., Kruse B., Fauchere F., Baysal E., Mangold M., Henze L., Lauster R., Mall M.A., Beyer K., Röhmel J., Voigt S., Schmitz J., Miltenyi S., Demuth I., Müller M.A., Hocke A., Witzenrath M., Suttorp N., Kern F., Reimer U., Wenschuh H., Drosten C., Corman V.M., Giesecke-Thiel C., Sander L.E., Thiel A. SARS-CoV-2 reactive T cells in healthy donors and patients with COVID-19. Nature, 2020, vol. 20, no. 6, pp. 270–274. doi: 10.1038/s41586-020-2598-9
  6. Herrera Esposito D., de los Campos G. Age specific rate of severe and critical SARS-CoV-2 infections estimated with multi country seroprevalence studies. BMC Infect. Dis.,2022, vol. 22, no. 311, pp. 1–14.
  7. Hsieh L.E., Song J., Grifoni A., Shimizu C., Tremoulet A.H., Dummer K.B., Burns J.C., Sette A., Franco A. T cells in multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C) have a predominant CD4⁺ T Helper response to SARS-CoV-2 peptides and numerous virus-specific CD4-CD8 Double-Negative T cells. Int. J. Mol. Sci., 2022, vol. 23, no. 13, pp. 1–15. doi: 10.3390/ijms23137219
  8. Marion O., Del Bello A., Abravanel F., Couat C., Faguer S., Esposito L., Hebral A.L., Izopet J., Kamar N. Safety and Immunogenicity of Anti-SARS-CoV-2 Messenger RNA Vaccines in Recipients of Solid Organ Transplants. Ann. Intern. Med., 2021, vol. 174, no. 9, pp. 1336–1338. doi: 10.7326/M21-1341
  9. McDonagh T.A., Metra M., Adamo M., Gardner R.S., Baumbach A., Böhm M., Burri H., Butler J., Čelutkienė J., Chioncel O., Cleland J.G.F., Coats A.J.S., Crespo-Leiro M.G., Farmakis D., Gilard M., Heymans S., Hoes A.W., Jaarsma T., Jankowska E.A., Lainscak M., Lam C.S.P., Lyon A.R., McMurray J.J.V., Mebazaa A., Mindham R., Muneretto C., Francesco Piepoli M., Price S., Rosano G.M.C., Ruschitzka F., Kathrine Skibelund A.; ESC Scientific Document Group. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur. Heart J., 2021, vol. 42, no. 36, pp. 3599–3726. doi: 10.1093/eurheartj/ehab368
  10. Ravanan R., Mumford L., Ushiro-Lumb I. Two Doses of SARS-CoV-2 Vaccines Reduce Risk of Death Due to COVID-19 in Solid Organ Transplant Recipients: Preliminary Outcomes From a UK Registry Linkage Analysis. Transplantation, 2021, vol. 10⁵, no. 11, pp. 263–264.
  11. Sakuraba A., Luna A., Micic D. A Systematic Review and Meta-Analysis of Serologic Response following Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Vaccination in Solid Organ Transplant Recipients. Viruses, 2022, vol. 14, no. 8, pp. 1–23.
  12. Schramm R., Costard-Jäckle A., Rivinius R., Fischer B., Müller B., Boeken U., Haneya A., Provaznik Z., Knabbe C., Gummert J. Poor humoral and T-cell response to two-dose SARS-CoV-2 messenger RNA vaccine BNT162b2 in cardiothoracic transplant recipients. Clin. Res. Cardiol., 2021, vol. 110, no. 8, pp. 1142–1149. doi: 10.1007/s00392-021-01880-5
  13. Zhuo R., Charlton C., Plitt S., Thompson L.A., Braun S., Day J., Osiowy C., Tipples G., Kanji J.N. Comparison of SARS-CoV-2 spike antibody quantitative titer reporting using the World Health Organization International Standard Units by four commercial assays. J. Clin. Virol., 2022, vol. 156, 10⁵292. doi: 10.1016/j.jcv.2022.10⁵292

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Number of spike-reactive CD8⁺IFNγ⁺TNFα⁺ T lymphocytes in heart transplant patients in the dynamics of the postvaccination period

Download (501KB)

Copyright (c) 2024 Zafranskaya M.M., Nizheharodava D.B., Shatova O.G., Russkih I.I., Velichko A.V., Vanslau M.I., Novitskaya S.F., Denisevich T.L., Kolyadko M.G., Kurlyanskaya E.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».