Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI1792610.15789/2220-7619-CPO-16580SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationCytokine profile of COVID-19 convalescent plasma and its relationship to outcome of treated patientsЦитокиновый профиль плазмы иммунной анти-COVID-19 и его связь с исходом заболевания пациентов при лечении иммунной плазмойPotapnevMichael P.ПотапневМихаил Петрович
Belarus

DSc (Medicine), Professor, Head the Department of Cellular Biotechnologies

д.м.н., профессор, зав. отделом клеточных биотехнологий

mpotapnev@yandex.byMaximovichA. V.МаксимовичА. В.
Belarus

Junior Researcher, Laboratory of Biology and Genetics of Stem Cells

младший научный сотрудник лаборатории биологии и генетики стволовых клеток

mpotapnev@yandex.byDunayeuI. A.ДунаевИ. А.
Belarus

PhD (Medicine), Transfusiologist

к.м.н., врач-трансфузиолог

mpotapnev@yandex.byHushchinaL. M.ГущинаЛ. М.
Belarus

Deputy Director for Transfusiology

зам. директора по трансфузиологии

mpotapnev@yandex.byKarpenkoF. N.КарпенкоФ. Н.
Belarus

PhD (Medicine), Director

к.м.н., директор

mpotapnev@yandex.byRepublican Scientific and Practical Center for Transfusiology and Medical BiotechnologiesРеспубликанский научно-практический центр трансфузиологии и медицинских биотехнологий300420251511901963004202530042025Copyright ©; 2025, Potapnev M.P., Maximovich A.V., Dunayeu I.A., Hushchina L.M., Karpenko F.N.Copyright ©; 2025, Потапнев М.П., Максимович А.В., Дунаев И.А., Гущина Л.М., Карпенко Ф.Н.2025Potapnev M.P., Maximovich A.V., Dunayeu I.A., Hushchina L.M., Karpenko F.N.Потапнев М.П., Максимович А.В., Дунаев И.А., Гущина Л.М., Карпенко Ф.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/17926

COVID-19 convalescent plasma (CCP) is considered as an important element of therapy for patients in the initial stages of the disease.The main therapeutic effect of CCP is associated with the presence of specific antiviral antibodies. Additionally, the immunomodulatory effect of CCP is considered as therapeutic where cytokines represented one of the main factors. The aim of the study was to evaluate the importance of cytokines and cytokine ratio of transfused CCP for the outcome of the disease in patients who received it during inpatient treatment of COVID-19. Materials and methods. The study included data from 111 patients with COVID-19 who received CCP. The cytokine content in the CCP was measured by enzyme immunoassay Results. It was found that elevated levels of interleukin-6 (IL-6) and interferon-gamma (IFNγ), but not IL-1β, IL-8, IL-10, IL-15, IP-10/CXCL10, MCP-1/CCL2 were detected in CCP transfused mainly to patients who had an unfavorable (fatal) outcome of the disease. Values of cytokine ratios of IFNγ/IL-10, IFNγ/IP-10, IFNγ/MCP-1, IL-6/IL-8, IL-6/IL-10, IL-6/IP-10, IL-6/IL-15 were also significantly increased in these CCP series as compared to CCP samples transfused to patients of the recovered group. Low levels of IL-6 and IFNγ, reduced level of cytokine ratios of IL-6/IP-10, IL-6/IL-15, IFNγ/MCP-1, IFNγ/IP-10, IFNγ/IL-15 were characteristic of CCP, which was transfused to patients, subsequently recovered. The level of IL-6 in the CCP samples transfused to the patients of the recovered group had a strong direct correlation (r = 0.9) with the cytokine ratios of IL-6/IL-10 and IL-6/IP-10, while in the group of the deceased patients there was no strong association (r = 0.6). IFNγ levels in the CCP showed a strong direct correlation with the values of all analyzed cytokine ratios (IFNγ/IL-10 (r = 0.9), IFNγ/IP-10 (r = 0.9), IFNγ/MCP-1 (r = 0.9)). The level of INF-γ in the CCP transfused to patients of the recovered group had a positive correlation with the cytokine ratios of IFNγ/IL-10 (r = 0.78), IFNγ/IP-10 (r = 0.9), IFNγ/MCP-1 (r = 0.75). The level of INFγ in the CCP transfused to patients of the deceased group had higher values of positive correlation with ratios of IFNγ/IL-10 (r = 0.96), IFNγ/IP-10 (r = 0.92), IFNγ/MCP-1 (r = 0.92). Conclusion. The level of cytokines IL-6 and IFNγ, the cytokine ratios based on them in the CCP may affect the outcome of COVID-19 in patients treated with CCP.

Плазма иммунная анти-COVID-19 (ССР) рассматривается как важный элемент терапии пациентов на начальных стадиях заболевания. Терапевтическое действие ССР связывают с наличием специфических противовирусных антител. Дополнительно в качестве терапевтического рассматривается иммуномодулирующее действие ССР, где цитокины считаются одними из основных факторов. Цель исследования — оценить значение цитокинов и балансов цитокинов перелитой ССР для исхода заболевания у пациентов, получавших ее при проведении стационарного лечения COVID-19. Материалы и методы. В исследование включены данные 111 пациентов с COVID-19, получавших ССР. Содержание цитокинов в ССР измерялось методом иммуноферментного анализа. Результаты. Установлено, что повышенный уровень интерлейкина-6 (IL-6) и интерферона- гамма (IFNγ), но не IL-1β, IL-8, IL-10, IL-15, IP-10/CXCL10, MCP-1/ССL2 был выявлен в ССР, перелитой преимущественно пациентам, имевшим неблагоприятный (смертельный) исход заболевания. В этих сериях ССР достоверно повышены значения балансов цитокинов IFNγ/IL-10, IFNγ/IP-10, IFNγ/MCP-1, IL-6/IL-8, IL-6/IL-10, IL-6/IP-10, IL-6/IL-15 по сравнению с образцами ССР, перелитой пациентам группы выздоровевших. Низкий уровень IL-6 и IFNγ, сниженные значениями баланса IL-6/IP-10, IL-6/IL-15, IFNγ/MCP-1, IFNγ/IP-10, IFNγ/IL-15 были характерны для ССР, которую переливали пациентам, впоследствии выздоровевшим. Уровень IL-6 в образцах ССР, перелитой пациентам группы выздоровевших, имел сильную прямую корреляционную связь (r = 0,9) с балансами цитокинов IL-6/IL-10 и IL-6/IP-10, в то время как в группе умерших сильной связи не наблюдалось (r = 0,6). Уровни IFNγ в ССР проявляли сильную прямую корреляционную связь со значениями всех проанализированных балансов цитокинов (IFNγ/IL-10 (r = 0,9), IFNγ/IP-10 (r = 0,9), IFNγ/MCP-1 (r = 0,9)). IFNγ в ССР, перелитой пациентам группы выздоровевших, имел положительную корреляционную связь с значениями балансов IFNγ/IL-10 (r = 0,78), IFNγ/IP-10 (r = 0,9), IFNγ/MCP-1 (r = 0,75). Уровень IFNγ в ССР, перелитой пациентам группы умерших, имел более высокие значения положительной корреляционной связи с IFNγ/IL-10 (r = 0,96), IFNγ/IP-10 (r = 0,92), IFNγ/MCP-1 (r = 0,92). Заключение. Уровень цитокинов IL-6 и IFNγ, баланс цитокинов на их основе в ССР могут влиять на исход COVID-19 у пациентов, получавших лечение с использованием ССР.

COVID-19patientsCOVID-19 convalescent plasmacytokinescytokine ratiodisease outcomeCOVID-19пациентыплазма иммунная анти-COVID-19цитокиныбалансы цитокиновисход заболеванияМаксимович А.В., Потапнев М.П., Дунаев И.А., Гущина Л.М., Карпенко Ф.Н. Особенности цитокинового профиля и противовоспалительной активности in vitro плазмы иммунной анти-COVID-19 // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2023. № 2. С. 46–51. [Maksimovich A.V., Potapnev M.P., Dunayeu I.A., Hushchina L.M., Karpenko F.N. Cytokine profile and anti-inflammatory activity in vitro of COVID-19 convalescent plasma. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2023, no. 2, pp. 46–51. (In Russ.)] doi: 10.14427/jipai.2023.2.46Первакова М.Ю., Потапенко В.Г., Ткаченко О.Ю., Волчкова Е.В., Титова О.Н., Лапин С.В., Суркова Е.А., Блинова Т.В., Холопова И.В., Кузнецова Д.А., Мошникова А.Н., Мазинг А.В., Куликов А.Н., Полушин Ю.С., Афанасьев А.А., Шлык И.В., Гаврилова Е.Г., Климович А.В., Медведева Н.В., Эмануэль В.Л. Цитокиновые паттерны летальных гипервоспалительных состояний, индуцированных вторичным гемофагоцитарным синдромом, бактериальным сепсисом и COVID-19 // Иммунология. 2022. Т. 43, № 2. С. 174–187. [Pervakova M.Yu., Potapenko V.G., Tkachenko O.Yu., Volchkova E.V., Titova O.N., Lapin S.V., Surkova E.A., Blinova T.V., Kholopova I.V., Kuznetsova D.A., Moshnikova A.N., Mazing A.V., Kulikov A.N., Polushin Yu.S., Afanasyev A.A., Shlyk I.V., Gavrilova E.G., Klimovich A.V., Medvedeva N.V., Emanuel V.L. Cytokine patterns of fatal hyperinflammatory conditions, caused by secondary hemophagocytic lymphohistiocytosis, bacterial sepsis and COVID-19. Immunologiya = Immunologiya, 2022, vol. 43, no. 2, pp. 174–187. (In Russ.)] doi: 10.33029/0206-4952-2022-43-2-174-187Потапнев М.П. Цитокиновый шторм. Причины и последствия // Иммунология. 2021. Т. 42, № 2. С. 175–188. [Potapnev M.P. Cytokine storm. Causes and consequences. Immunologiya = Immunologiya, 2021, vol. 42, no. 2, pp. 175–188. (In Russ.)] doi: 10.33029/0206-4952-2021-42-2-175-188Acosta-Ampudia Y., Monsalve D.M., Rojas M., Rodriguez Y., Gallo J.E., Salazar-Uribe J.C., Santander M.J., Gala M.P., Zapata W., Zapata M.I., Manrique R., Pardo-Oviedo J.M., Camacho B., Ramfrez-Santana C., Anaya J.-M., the CP-COVID-19 group. COVID-19 convalescent plasma composition and immunological effects in severe patients. J. Autoimmunity, 2021, vol. 118: 102598. doi: 10.1016/j.jaut.2021.102598Agarwal A., Mukherjee A., Kumar G., Chatterjee P., Bhatnagar T., Malhotra P. Convalescent plasma in the management of moderate covid-19 in adults in India: open label phase II multicentre randomised controlled trial (PLACID Trial). BMJ, 2020. doi: 10.1136/mbj.m3939Bandopadhyay P., D’Rozario R., Lahiri A., Sarif J., Paul S.R., Roy R., Maiti R., Chaudhuri K., Bagchi S., Maiti A., PerwezM.M., Sarkar B.S., Roy D., Chakraborthy R., Vasudevan J.S., Sharma S., Biswas D., Maiti C., Saha B., Bhattacharya P., Pandey R., Chatterjee S., Paul S., Ganguly D. Nature and dimensions of systemic hyperinflammation and its attenuation by convalescent plasma in severe COVID-19. J. Infect. Diseases, 2021, vol. 224, no. 4, pp. 565–574. doi: 10.1093/infdis/jiab010Bonny T.S., Patel E.U., Zhu X., Bloch E.M., Grabowski M.K., Abraham A.G., Littlefield K., Shrestha R., Benner S.E., Laeyendecker O., Shoham S., Sullivan D., Quinn T.C., Casadevall A., Pekosz A., Redd A.D., Tobian A.A.R. Cytokine and chemokine levels in coronavirus disease 2019 convalescent plasma. In: Open Forum Infectious Diseases. US: Oxford University Press, 2021, vol. 8, no. 2: ofaa574. doi: 10.1093/ofid/ofaa574Briggs N., Gormally M.V., Li F., Browning S.L., Treggiari M.M., Morrison A., Laurent-Rolle M., Deng Y., Hendrickson J.E., Tormey C.A., Desruisseaux M.S. Early but not late convalescent plasma is associated with better survival in moderate-to-severe COVID-19. PLoS One, 2021, vol. 16, no. 7: e0254453. doi: 10.1371/journal.pone.0254453Chavda V.P., Bezbaruah R., Dolia S., Shah N., Verma S., Savale S., Ray S. Convalescent plasma (hyperimmune immunoglobulin) for COVID-19 management: an update. Process. Biochemistry, 2023, vol. 127, pp. 66–81. doi: 10.1016/j.procbio.2023.01.018Hakim S.M., Chikhouni G.M.A., Ammar M.A., Amer A.M. Effect of convalescent plasma transfusion on outcome of coronavirus disease 2019: a meta-analysis with trial sequential analysis. J. Anethesia, 2023, pp. 1–14. doi: 10.1007/s00540-023-03171-xKandula U.R., Tuji T.S., Gudeta D.B., Bulbula K.L., Mohammad A.A., Wari K.D., Abbas A. Effectiveness of COVID-19 convalescent plasma (CCP) during the pandemic era: a literature review. J. Blood Med., 2023, vol. 14, pp. 159–187. doi: 10.2147/JBM.S397722Pouladzadeh M., Safdarian M., Eshghi P., Abolghasemi H., Ghorbanibavani A., Sheibani B., Choghakabodi P.M., Feghhi A., Boroujerdnia M.G., Forouzan A., Far M.A.J., Kaydani G.A., Rajaei E., Amin M., Torabizadeh M., Yousefi F., Hadaddezfuli R. A randomized clinical trial evaluating the immunomodulatory effect of convalescent plasma on COVID-19-related cytokine storm. Intern. Emerg. Med., 2021, vol. 16, pp. 2181–2191. doi: 10.1007/s11739-021-02734-8Rabaan A.A., Al-Ahmed S.H., Muhammad J., Khan A., Sule A.A., Tirupathi R., Mutair A.A., Alhumaid S., Al-Omari A., Dhawan M., Tiwari R. Sharun K., Mohapatra R.K., Mitra S., Bilal M., Alyami S.A., Emran T.B., Moni M.A., Dhama K. Role of inflammatory cytokines in COVID-19 patients: a review on molecular mechanisms, immune functions, immunopathology and immunomodulatory drugs to counter cytokine storm. Vaccines, 2021, vol. 9: 436. doi: 10.3390/vaccines9050436Royas M., Rodriguez Y., Monsalve D.M., Acosta-Ampudia Y., Camacho B., Gallo J.E., Royas-Villarraga A., Ramirez-Santana C., Diaz-Coronado J.C., Manrique R., Mantilla R.D., Shoenfeld Y., Anaya J.-M. Convalescent plasma in Covid-19: possible mechanisms of action. Autoimmun. Rev., 2020, vol. 19: 102554. doi: 10.1016/j.autrev.2020.102554Simonovich V.A., Burgos Pratx L.D., Scibona P., Beruto M.V., Vallone M.G., Vázquez C., Savoy N., Giunta D.H., Pérez L.G., Sánchez M.L., Gamarnik A.V., Ojeda D.S., Santoro D.M., Camino P.J., Antelo S., Rainero K., VidiellaG.P., Miyazaki E.A., Cornistin W., Trabadelo O.A., Ross F.M., Spotti M., Funtowicz G., Scordo W.E., Losso M.H., Ferniot I., Pardo P.E., Rodriguez E., Rucci P., Pasquali P., Fuentes N.A., Esperatti M., Speroni G.A., Nannini E.C., Matteaccio A., Michelangelo H.G., Follmann D., Lane H.C., Belloso W.H., for the PlasmAr Study Group. A randomized trial of convalescent plasma in COVID-19 severe pneumonia. N. Engl. J. Med., 2021, vol. 384, no. 7, pp. 619–629. doi: 10.1056/NEJMoa2031304