Prolonged SARS-CoV-2 RNA virus shedding and lymphopenia are hallmarks of COVID-19 in cancer patients with poor prognosis
Anne-Gaëlle Goubet
(1)
,
Agathe Dubuisson
(1)
,
Arthur Geraud
(2)
,
François-Xavier Danlos
(1)
,
Safae Terrisse
(1)
,
Carolina Alves Costa Silva
(1)
,
Damien Drubay
(3)
,
Lea Touri
,
Marion Picard
(1)
,
Marine Mazzenga
(1)
,
Aymeric Silvin
(1)
,
Garett Dunsmore
(1)
,
Yacine Haddad
(1)
,
Eugenie Pizzato
(1)
,
Pierre Ly
(1)
,
Caroline Flament
(1)
,
Cléa Melenotte
(1)
,
Éric Solary
(4)
,
Michaela Fontenay
,
Gabriel Garcia
(5)
,
Corinne Balleyguier
(5)
,
Nathalie Lassau
(6)
,
Markus Maeurer
,
Claudia Grajeda-Iglesias
(1)
,
Nitharsshini Nirmalathasan
(7)
,
Fanny Aprahamian
(7)
,
Sylvère Durand
(7)
,
Oliver Kepp
(7)
,
Gladys Ferrere
(1)
,
Cassandra Thelemaque
(1)
,
Imran Lahmar
(1)
,
Jean-Eudes Fahrner
(1)
,
Lydia Meziani
,
Abdelhakim Ahmed-Belkacem
(8)
,
Nadia Saïdani
,
Bernard La Scola
,
Didier Raoult
(9)
,
Stéphanie Gentile
,
Sébastien Cortaredona
,
Giuseppe Ippolito
,
Benjamin Lelouvier
,
Alain Roulet
,
Fabrice Andre
(10)
,
Fabrice Barlesi
(2)
,
Jean-Charles Soria
(2)
,
Caroline Pradon
(11)
,
Emmanuelle Gallois
(11)
,
Fanny Pommeret
(2)
,
Emeline Colomba
(2)
,
Florent Ginhoux
,
Suzanne Kazandjian
,
Arielle Elkrief
,
Bertrand Routy
,
Makoto Miyara
,
Guy Gorochov
,
Eric Deutsch
(12, 13)
,
Laurence Albiges
(2)
,
Annabelle Stoclin
(14)
,
Bertrand Gachot
(15, 16)
,
Anne Florin
(15)
,
Mansouria Merad
(16)
,
Florian Scotte
(17)
,
Souad Assaad
,
Guido Kroemer
(7)
,
Jean-Yves Blay
(18)
,
Aurélien Marabelle
(1)
,
Frank Griscelli
(11)
,
Laurence Zitvogel
(1)
,
Lisa Derosa
(1)
1
ITIC -
Immunologie anti-tumorale et immunothérapie des cancers
2 Département de médecine oncologique [Gustave Roussy]
3 U1018 (Équipe 2) - Oncostat
4 CSHMyelo - U1287 Inserm - Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes
5 Département d'imagerie médicale [Gustave Roussy]
6 BIOMAPS - LaBoratoire d'Imagerie biOmédicale MultimodAle Paris-Saclay
7 CRC (UMR_S_1138 / U1138) - Centre de Recherche des Cordeliers
8 U955 Inserm - UPEC - IMRB - "Biologie du système neuromusculaire" [Créteil]
9 IHU Marseille - Institut Hospitalier Universitaire Méditerranée Infection
10 PMNCO - Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie
11 Département de biologie et pathologie médicales [Gustave Roussy]
12 RaMo-IT - Radiothérapie Moléculaire et Innovation Thérapeutique
13 Département de radiothérapie [Gustave Roussy]
14 Département d'anesthésie [Gustave Roussy]
15 IGR - Institut Gustave Roussy
16 DSA - Département de soins aigus [Gustave Roussy]
17 DISSPO - Département Interdisciplinaire de Soins de Support aux Patients en Onco-hématologie [Gustave Roussy]
18 UNICANCER
2 Département de médecine oncologique [Gustave Roussy]
3 U1018 (Équipe 2) - Oncostat
4 CSHMyelo - U1287 Inserm - Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes
5 Département d'imagerie médicale [Gustave Roussy]
6 BIOMAPS - LaBoratoire d'Imagerie biOmédicale MultimodAle Paris-Saclay
7 CRC (UMR_S_1138 / U1138) - Centre de Recherche des Cordeliers
8 U955 Inserm - UPEC - IMRB - "Biologie du système neuromusculaire" [Créteil]
9 IHU Marseille - Institut Hospitalier Universitaire Méditerranée Infection
10 PMNCO - Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie
11 Département de biologie et pathologie médicales [Gustave Roussy]
12 RaMo-IT - Radiothérapie Moléculaire et Innovation Thérapeutique
13 Département de radiothérapie [Gustave Roussy]
14 Département d'anesthésie [Gustave Roussy]
15 IGR - Institut Gustave Roussy
16 DSA - Département de soins aigus [Gustave Roussy]
17 DISSPO - Département Interdisciplinaire de Soins de Support aux Patients en Onco-hématologie [Gustave Roussy]
18 UNICANCER
Anne-Gaëlle Goubet
- Fonction : Auteur
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- ORCID : 0000-0003-3431-3067
- IdRef : 22578954X
Agathe Dubuisson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 784653
- ORCID : 0000-0002-7526-0769
Lea Touri
- Fonction : Auteur
Éric Solary
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757151
- IdHAL : eric-solary
- ORCID : 0000-0002-8629-1341
- IdRef : 050500031
Michaela Fontenay
- Fonction : Auteur
Markus Maeurer
- Fonction : Auteur
Oliver Kepp
- Fonction : Auteur
- PersonId : 770314
- ORCID : 0000-0002-6081-9558
- IdRef : 167468413
Jean-Eudes Fahrner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 795594
- ORCID : 0000-0001-6581-8418
- IdRef : 26023589X
Lydia Meziani
- Fonction : Auteur
Abdelhakim Ahmed-Belkacem
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : hakim-ahmed-belkacem
- ORCID : 0000-0001-6489-5091
Nadia Saïdani
- Fonction : Auteur
Bernard La Scola
- Fonction : Auteur
Didier Raoult
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8465
- IdHAL : didier-raoult
- ORCID : 0000-0002-0633-5974
- IdRef : 035496169
Stéphanie Gentile
- Fonction : Auteur
Sébastien Cortaredona
- Fonction : Auteur
- PersonId : 791372
- ORCID : 0000-0003-3523-7158
- IdRef : 168092123
Giuseppe Ippolito
- Fonction : Auteur
- PersonId : 770918
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- IdRef : 059707488
Benjamin Lelouvier
- Fonction : Auteur
Alain Roulet
- Fonction : Auteur
Fabrice Barlesi
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 087602997
Florent Ginhoux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759995
- ORCID : 0000-0002-2857-7755
Suzanne Kazandjian
- Fonction : Auteur
Arielle Elkrief
- Fonction : Auteur
Bertrand Routy
- Fonction : Auteur
Makoto Miyara
- Fonction : Auteur
Guy Gorochov
- Fonction : Auteur
Eric Deutsch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 766720
- ORCID : 0000-0002-8223-3697
- IdRef : 157876403
Souad Assaad
- Fonction : Auteur
Guido Kroemer
- Fonction : Auteur
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Jean-Yves Blay
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 069035407
Aurélien Marabelle
- Fonction : Auteur
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Laurence Zitvogel
- Fonction : Auteur
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- ORCID : 0000-0003-1596-0998
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Résumé
Abstract 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.