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Prolonged SARS-CoV-2 RNA virus shedding and lymphopenia are hallmarks of COVID-19 in cancer patients with poor prognosis

Authors :
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)
Université Paris Cité (UPC)
Source :
Cell Death and Differentiation, Cell Death and Differentiation, 2021, ⟨10.1038/s41418-021-00817-9⟩, Cell Death and Differentiation, Nature Publishing Group, 2021, ⟨10.1038/s41418-021-00817-9⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

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.

Details

Language :
English
ISSN :
13509047 and 14765403
Database :
OpenAIRE
Journal :
Cell Death and Differentiation, Cell Death and Differentiation, 2021, ⟨10.1038/s41418-021-00817-9⟩, Cell Death and Differentiation, Nature Publishing Group, 2021, ⟨10.1038/s41418-021-00817-9⟩
Accession number :
edsair.pmid.dedup....fd2d4047a5894615628b0dd182455d32
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41418-021-00817-9⟩