1. Prolonged SARS-CoV-2 RNA virus shedding and lymphopenia are hallmarks of COVID-19 in cancer patients with poor prognosis
- Author
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Goubet, Anne-Gaëlle, Dubuisson, Agathe, Geraud, Arthur, Danlos, François-Xavier, Terrisse, Safae, Silva, Carolina Alves Costa, Drubay, Damien, Touri, Lea, Picard, Marion, Mazzenga, Marine, Silvin, Aymeric, Dunsmore, Garett, Haddad, Yacine, Pizzato, Eugenie, Ly, Pierre, Flament, Caroline, Melenotte, Cléa, Solary, Eric, Fontenay, Michaela, Garcia, Gabriel, Balleyguier, Corinne, Lassau, Nathalie, Maeurer, Markus, Grajeda-Iglesias, Claudia, Nirmalathasan, Nitharsshini, Aprahamian, Fanny, Durand, Sylvère, Kepp, Oliver, Ferrere, Gladys, Thelemaque, Cassandra, Lahmar, Imran, Fahrner, Jean-Eudes, Meziani, Lydia, Ahmed-Belkacem, Abdelhakim, Saïdani, Nadia, La Scola, Bernard, Raoult, Didier, Gentile, Stéphanie, Cortaredona, Sébastien, Ippolito, Giuseppe, Lelouvier, Benjamin, Roulet, Alain, Andre, Fabrice, Barlesi, Fabrice, Soria, Jean-Charles, Pradon, Caroline, Gallois, Emmanuelle, Pommeret, Fanny, Colomba, Emeline, Ginhoux, Florent, Kazandjian, Suzanne, Elkrief, Arielle, Routy, Bertrand, Miyara, Makoto, Gorochov, Guy, Deutsch, Eric, Albiges, Laurence, Stoclin, Annabelle, Gachot, Bertrand, Florin, Anne, Merad, Mansouria, Scotte, Florian, Assaad, Souad, Kroemer, Guido, Blay, Jean-Yves, Marabelle, Aurélien, Griscelli, Frank, Zitvogel, Laurence, Derosa, Lisa, Immunologie des tumeurs et immunothérapie (UMR 1015), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Paris-Saclay, Institut Gustave Roussy (IGR), Oncostat (U1018 (Équipe 2)), Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre de recherche en épidémiologie et santé des populations (CESP), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Paul Brousse-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Paul Brousse-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Centre de recherche en épidémiologie et santé des populations (CESP), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Paul Brousse-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Biologie et Génétique de la Paroi bactérienne - Biology and Genetics of Bacterial Cell Wall, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), LaBoratoire d'Imagerie biOmédicale MultimodAle Paris-Saclay (BIOMAPS), Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Champalimaud Centre for the Unknown [Lisbon], Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138)), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris Cité (UPCité), Radiothérapie Moléculaire et Innovation Thérapeutique (RaMo-IT), Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, IMRB - 'Transfusion et Maladies du Globule Rouge' [Créteil] (U955 Inserm - UPEC), Institut Mondor de Recherche Biomédicale (IMRB), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Centre Hospitalier Intercommunal de Cornouaille (CHIC), Microbes évolution phylogénie et infections (MEPHI), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Hospitalier Universitaire Méditerranée Infection (IHU Marseille), Centre d'études et de recherche sur les services de santé et la qualité de vie (CEReSS), Aix Marseille Université (AMU), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), National Institute for Infectious Diseases 'Lazzaro Spallanzani', Vaiomer, Biomarqueurs prédictifs et nouvelles stratégies moléculaires en thérapeutique anticancéreuse (U981), Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Singapore Immunology Network (SIgN), Biomedical Sciences Institute (BMSI), E-institute of Shanghai University Immunology Division, Shanghai University, Duke-NUS Medical School [Singapore], McGill University Health Center [Montreal] (MUHC), Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l’Université de Montréal (CR CHUM), Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM), Université de Montréal (UdeM)-Université de Montréal (UdeM), Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses (CIMI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Léon Bérard [Lyon], Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, UNICANCER, Université Paris Cité (UPCité), Karolinska Institutet [Stockholm], Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Chinese Academy of Medical Sciences [Suzhou, Chine] (CAMS), Modèles de Cellules Souches Malignes et Thérapeutiques, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, National Infrastructure INGESTEM, Université Paris Sud, A-GG was supported by Fondation pour la Recherche Médicale (FRM). LD has received support by the Philanthropia Fondation Gustave Roussy. The Gustave Roussy sponsored clinical study on COVID-19 (ONCOVID, NCT NCT04341207 has been supported by the Fondation Gustave Roussy, the Dassault family, Malakoff Humanis, Agnès b., Izipizi, Ralph Lauren and Sanofi). LZ and GK were supported by RHU Torino Lumière (ANR-16-RHUS-0008), ONCOBIOME H2020 network, the Seerave Foundation, the Ligue contre le Cancer (équipe labelisée), Agence Nationale de la Recherche (ANR)—Projets blancs, ANR under the frame of E-Rare-2, the ERA-Net for Research on Rare Diseases, Association pour la recherche sur le cancer (ARC), Cancéropôle Ile-de-France, FRM, a donation by Elior, the European Research Council (ERC), Fondation Carrefour, High-end Foreign Expert Program in China (GDW20171100085 and GDW20181100051), Institut National du Cancer (INCa), Inserm (HTE), Institut Universitaire de France, LeDucq Foundation, the LabEx Immuno-Oncology, the SIRIC Stratified Oncology Cell DNA Repair and Tumor Immune Elimination (SOCRATE), CARE network (directed by Prof. Mariette, Kremlin Bicêtre AP-HP), and the SIRIC Cancer Research and Personalized Medicine (CARPEM). GI was supported by Italian Ministry of Health (grants Ricerca CorrenteLinea 1, 1 'Infezioni Emergenti e Riemergenti', projects COVID-2020-12371675 and COVID‐2020‐12371817). MMy and GG were supported by ANR Flash COVID-19 program and ARS-CoV-2 Program of the Faculty of Medicine from Sorbonne University ICOViD programs (PI: GG)., ANR-16-RHUS-0008,LUMIERE,LUMIERE(2016), European Project: 825410,ONCOBIOME, École pratique des hautes études (EPHE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), COMBE, Isabelle, LUMIERE - - LUMIERE2016 - ANR-16-RHUS-0008 - RHUS - VALID, European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement. - ONCOBIOME - 825410 - INCOMING, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Oncostat team [Villejuif], Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Unité BioMaps (BIOMAPS), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Aix Marseille Université (AMU), Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses (CIMI), Université de Paris (UP), Department of Radiology, Gustave Roussy Cancer Campus, Université Paris-Saclay, Villejuif, France, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris Cité (UPC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU), and Université Paris Cité (UPC)
- Subjects
Adult ,DNA, Bacterial ,Male ,Time Factors ,Adolescent ,Article ,Cohort Studies ,Young Adult ,Prognostic markers ,Medical research ,Enterobacteriaceae ,[SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,Lymphopenia ,Nasopharynx ,Neoplasms ,Humans ,Pandemics ,Aged ,Aged, 80 and over ,SARS-CoV-2 ,COVID-19 ,Middle Aged ,Prognosis ,[SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,Virus Shedding ,Interferon Type I ,[SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,RNA, Viral ,Female ,[SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,Micrococcaceae - Abstract
International audience; Patients with cancer are at higher risk of severe coronavirus infectious disease 2019 (COVID-19), but the mechanisms underlying virus–host interactions during cancer therapies remain elusive. When comparing nasopharyngeal swabs from cancer and noncancer patients for RT-qPCR cycle thresholds measuring acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) in 1063 patients (58% with cancer), we found that malignant disease favors the magnitude and duration of viral RNA shedding concomitant with prolonged serum elevations of type 1 IFN that anticorrelated with anti-RBD IgG antibodies. Cancer patients with a prolonged SARS-CoV-2 RNA detection exhibited the typical immunopathology of severe COVID-19 at the early phase of infection including circulation of immature neutrophils, depletion of nonconventional monocytes, and a general lymphopenia that, however, was accompanied by a rise in plasmablasts, activated follicular T-helper cells, and non-naive Granzyme B + FasL + , Eomes high TCF-1 high , PD-1 + CD8 + Tc1 cells. Virus-induced lymphopenia worsened cancer-associated lymphocyte loss, and low lymphocyte counts correlated with chronic SARS-CoV-2 RNA shedding, COVID-19 severity, and a higher risk of cancer-related death in the first and second surge of the pandemic. Lymphocyte loss correlated with significant changes in metabolites from the polyamine and biliary salt pathways as well as increased blood DNA from Enterobacteriaceae and Micrococcaceae gut family members in long-term viral carriers. We surmise that cancer therapies may exacerbate the paradoxical association between lymphopenia and COVID-19-related immunopathology, and that the prevention of COVID-19-induced lymphocyte loss may reduce cancer-associated death.
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- 2021
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