Mucosal humoral immune response of respiratory tract in medical workers during the post-COVID-19 period

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Currently, the role of local respiratory tract immunoglobulins in COVID-19 and rearrangement of mucosal immune response in the post-COVID period have not been sufficiently studied. Our aim was to evaluate long-term effects of novel coronavirus infection on the mucosal immunity in healthcare workers over the post-infection period.

A total of 180 healthcare workers, ranging in age from 18 to 65 years, were enrolled in a one-stage, cross-sectional study. The subjects with a history of COVID-19 were divided into three groups, depending on the severity of their disease. The control group consisted of 44 healthcare workers who had no history of novel coronavirus infection. Secretory immunoglobulin A (sIgA) and total immunoglobulin G (IgG) levels were quantified in saliva samples, induced sputum samples, naso- and oropharyngeal scrapings by ELISA technique. Specific anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies were quantified in the serum by chemiluminescence immunoassay.

Numerous shifts in adaptive immune response were detected for different mucosal compartments, i.e., in subjects who suffered from severe or moderate-to-severe COVID-19, salivary sIgA levels were significantly higher than those in the control group (p < 0.05 and p < 0.005, respectively). An inverse correlation was demonstrated between the levels of total sIgA in all mucosal sites, and the number of days from the onset of disease to the start of study (r = 0.278, р < 0.05). When compared to the control subjects, all the patients with prior COVID-19 had significantly higher levels of total IgG in the induced sputum samples. Total IgG in saliva was also higher in the group of patients who had severe infection (p < 0.05). By contrast, IgG levels in nasopharyngeal samples were decreased in severe and moderately severe groups compared to the control group, thus, probably, indicating an immunodeficiency state in these cases. A direct significant correlation was also detected between the levels of total IgG in all studied samples and the levels of specific IgG antibodies against SARS-CoV-2 in the serum.

Long-term changes in the humoral mucosal immune response were most pronounced in the healthcare workers with a history of severe or moderate-to-severe COVID-19.

About the authors

N. O. Kryukova

N. Pirogov Russian National Research Medical University

Email: kryukovanadia@gmail.com

Postgraduate Student, Assistant Professor, Department of Hospital Therapy, Pediatric Faculty, N. Pirogov Russian National Research Medical University

Russian Federation, Moscow

Albina А. Khasanova

Ulyanovsk State University

Author for correspondence.
Email: albinafeizer@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0301-7548

Postgraduate Student, Department of Infectious Diseases, Ulyanovsk State University

Russian Federation, Ulyanovsk

I. A. Baranova

N. Pirogov Russian National Research Medical University

Email: iribaranova@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Hospital Therapy, N. Pirogov Russian National Research Medical University

Russian Federation, Moscow

M. P. Kostinov

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; First Moscow State I. Sechenov Medical University (Sechenov University)

Email: monolit.96@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Department of Epidemiology and Modern Technologies of Vaccination, First Moscow State I. Sechenov Medical University (Sechenov University); Head, Laboratory of Vaccine Prophylaxis and Immunotherapy of Allergy, I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Russian Federation, Moscow; Moscow

O. A. Svitich

N. Pirogov Russian National Research Medical University; I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: svitichoa@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Director, I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; Professor, Department of Immunology, N. Pirogov Russian National Research Medical University

Russian Federation, Moscow; Moscow

A. G. Chuchalin

N. Pirogov Russian National Research Medical University

Email: pulmomoskva@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Full Member, Russian Academy of Sciences, Head, Department of Hospital Therapy, N. Pirogov Russian National Research Medical University

Russian Federation, Moscow

References

  1. Временное руководство по лабораторной диагностике COVID-19 в условиях пандемии: Методические рекомендации № 89. М.: ГБУ «НИИОЗММ ДЗМ». [Interim guidance on laboratory diagnosis of COVID-19 in a pandemic: Guidelines No. 89] Moscow: GBU "NIIOZMM DZM".
  2. Камкин Е.Г., Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Временные методические рекомендации. М.: Министерство Здравоохранения Российской Федерации, 2020. [Kamkin, E. G. Prevention, Diagnosis and Treatment of Novel Coronavirus Infection (COVID-19). Temporary Guidelines. Ministry of Health of the Russian Federation, 2020.
  3. Респираторная медицина: руководство: в 3 т. / Под ред. А.Г. Чучалина. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Литтера, 2017. Т. 1. C. 148. [Respiratory Medicine: A Manual in 3 Volumes,. Ed. A. Chuchalin. 2nd ed., revised. and additional]. Moscow: Littera, 2017, Vol. 1, P. 148.
  4. Aita A., Basso D., Cattelan A.M., Fioretto P., Navaglia F., Barbaro F., Stoppa A., Coccorullo E., Farella A., Socal A., Vettor R., Plebania M. SARS-CoV-2 identification and IgA antibodies in saliva: One sample two tests approach for diagnosis. Clin. Chim. Acta, 2020, Vol. 510, pp. 717-722.
  5. Brandtzaeg P. Secretory immunity with special reference to the oral cavity. J. Oral Microbiol., 2013. Vol. 5. doi: 10.3402/jom.v5i0.20401.
  6. Guiot J., Demarche S., Henket M., Paulus V., Graff S., Schleich F., Corhay J.-L., Louis R., Moermans C. Methodology for sputum induction and laboratory processing. J. Vis. Exp., 2017, Vol. 130, 56612. doi: 10.3791/56612.
  7. Isho B., Abe K.T., Zuo M., Jamal A.J., Rathod B., Wang J.H., Li Z., Chao G., Rojas O.L., Bang Y.M., Pu A., Christie-Holmes N., Gervais C., Ceccarelli D., Samavarchi-Tehrani P., Guvenc F., Budylowski P., Li A., Paterson A., Yue F.Y., Marin L.M., Caldwell L., Wrana J.L., Colwill K., Sicheri F., Mubareka S., Gray-Owen S.D., Drews S.J., Siqueira W.L., Barrios-Rodiles M., Ostrowski M., Rini J.M., Durocher Y., McGeer A.J., Gommerman J.L., Gingras A. C. Persistence of serum and saliva antibody responses to SARS-CoV-2 spike antigens in COVID-19 patients. Sci. Immunol., 2020, Vol. 5, no. 52, eabe5511. doi: 10.1126/sciimmunol.abe5511.
  8. Chao Y.X., Rötzschke O., Tan E.K. The role of IgA in COVID-19. Brain Behav. Immun., 2020, Vol. 87, pp. 182-183.
  9. Cervia C., Nilsson J., Zurbuchen Y., Valaperti A., Schreiner J., Wolfensberger A., Raeber M.E., Adamo S., Weigang S., Emmenegger M., Hasler S., Bosshard P.P., de Cecco E., Bächli E., Rudiger A., Stüssi-Helbling M., Huber L.C., Zinkernagel A.S., Schaer D.J., Aguzzi A., Kochs G., Held U., Probst-Müller E., Rampini S.K., Boyman O. Systemic and mucosal antibody responses specific to SARS-CoV-2 during mild versus severe COVID-19. J. Allergy Clin. Immunol., 2021, Vol. 147, no. 2, pp. 545-557.
  10. Pearson C.F., Jeffery R. Mucosal immune responses in COVID19 – a living review. Oxf. Open Immunol., 2021. Vol. 2, no. 1, iqab002. doi: 10.1093/oxfimm/iqab002.
  11. Fröberg J., Diavatopoulos D.A. Mucosal immunity to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection. Curr. Opin. Infect. Dis., 2021. Vol. 34, no. 3, pp. 181-186.
  12. Russell M. Biological activities of mucosal immunoglobulins. In: J. Mestecky, W. Strober, M.W. Russell, B.L. Kelsall, H. Cheroutre, B.N. Lambrecht, editors. Mucosal Immunology, 4. Amsterdam: Academic Press/Elsevier 2015, pp. 429-454.
  13. Roda A., Cavalera S., di Nardo F., Calabria D., Rosati S., Simoni P., Colitti B., Baggiani C., Roda M., Anfossi L. Dual lateral flow optical/chemiluminescence immunosensors for the rapid detection of salivary and serum IgA in patients with COVID-19 disease. Biosens. Bioelectron., 2021. Vol. 172, 112765. doi: 10.1016/j.bios.2020.112765.
  14. Pisanic N., Randad P.R., Kruczynski K., Manabe Y.C., Thomas D., Pekosz A., Klein S.L., Betenbaugh M.J., Clarke W.A., Laeyendecker O., Caturegli P.P., Larman H.B., Detrick B., Fairley J.K., Sherman A.C., Rouphael N., Edupuganti S., Granger D.A., Granger S.W., Collins M., Heaney C.D. COVID-19 Serology at Population Scale: SARS-CoV-2-Specific Antibody Responses in Saliva. J. Clin. Microbiol., 2020, Vol. 59, no. 1, e02204-20. doi: 10.1128/JCM.02204-20.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Kryukova N.O., Khasanova A.А., Baranova I.A., Kostinov M.P., Svitich O.A., Chuchalin A.G.

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».