Background & AimsIt is not clear why some patients with ulcerative colitis (UC) do not respond to treatment with anti-tumor necrosis factor (TNF) agents, such as infliximab. It could be that some patients have high level of inflammation, with large quantities of TNF to be neutralized by the drug. We investigated whether loss of anti-TNF agents through ulcerated intestinal mucosa reduces the efficacy of these drugs in patients with severe UC.MethodsWe collected fecal samples from 30 consecutive patients with moderate to severely active UC during the first 2 weeks of infliximab therapy at the University of Amsterdam hospital. Infliximab concentrations were measured in serum and supernatants of fecal samples using an enzyme-linked immunosorbent assay (Sanquin Biologicals Laboratory, Amsterdam, The Netherlands). Clinical and endoscopic responses were assessed 2 and 8 weeks and 3 months after treatment began.ResultsInfliximab was detected in 129 of 195 fecal samples (66%); the highest concentrations were measured in the first days after the first infusion. Patients that were clinical nonresponders at week 2 had significantly higher fecal concentrations of infliximab after the first day of treatment than patients with clinical responses (median concentration, 5.01 μg/mL in nonresponders vs 0.54 μg/mL in responders; P = .0047). We did not observe a correlation between fecal and serum concentrations of infliximab.ConclusionsInfliximab is lost into stools of patients with UC. High fecal concentrations of infliximab in the first days after therapy begins are associated with primary nonresponse. Additional studies are needed to determine how therapeutic antibodies are lost through the intestinal mucosa and how this process affects treatment response. Clinical trial ID: NL41310.018.12. It is not clear why some patients with ulcerative colitis (UC) do not respond to treatment with anti-tumor necrosis factor (TNF) agents, such as infliximab. It could be that some patients have high level of inflammation, with large quantities of TNF to be neutralized by the drug. We investigated whether loss of anti-TNF agents through ulcerated intestinal mucosa reduces the efficacy of these drugs in patients with severe UC. We collected fecal samples from 30 consecutive patients with moderate to severely active UC during the first 2 weeks of infliximab therapy at the University of Amsterdam hospital. Infliximab concentrations were measured in serum and supernatants of fecal samples using an enzyme-linked immunosorbent assay (Sanquin Biologicals Laboratory, Amsterdam, The Netherlands). Clinical and endoscopic responses were assessed 2 and 8 weeks and 3 months after treatment began. Infliximab was detected in 129 of 195 fecal samples (66%); the highest concentrations were measured in the first days after the first infusion. Patients that were clinical nonresponders at week 2 had significantly higher fecal concentrations of infliximab after the first day of treatment than patients with clinical responses (median concentration, 5.01 μg/mL in nonresponders vs 0.54 μg/mL in responders; P = .0047). We did not observe a correlation between fecal and serum concentrations of infliximab. Infliximab is lost into stools of patients with UC. High fecal concentrations of infliximab in the first days after therapy begins are associated with primary nonresponse. Additional studies are needed to determine how therapeutic antibodies are lost through the intestinal mucosa and how this process affects treatment response. Clinical trial ID: NL41310.018.12.

A single sugar makes all the difference Antibodies are divided into several classes based on their nonvariable tail (Fc) domains. These regions interact with disparate immune cell receptors and complement proteins to help instruct distinct immune responses. The Fc domain of immunoglobulin G (IgG) antibodies contains a conserved N-linked glycan at position 297. However, the particular glycan used at this position is highly variable. IgG lacking core fucosylation at this position initiates enhanced antibody-dependent cellular cytotoxicity by increased affinity to the Fc receptor FcRIIIa. Larsen et al. report that COVID-19 patients with severe symptoms have increased levels of anti–severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) IgG afucosylation compared with patients with mild disease. These findings suggest that treatment of COVID-19 patients with fucosylated anti–SARS-CoV-2 antibodies may circumvent pathologies associated with severe COVID-19. Science , this issue p. eabc8378

Glycosylation of the immunoglobulin G (IgG)-Fc tail is required for binding to Fc-gamma receptors (FcγRs) and complement-component C1q. A variety of IgG1 glycoforms is detected in human sera. Several groups have found global or antigen specific skewing of IgG glycosylation, for example in autoimmune diseases, viral infections, and alloimmune reactions. The IgG glycoprofiles seem to correlate with disease outcome. Additionally, IgG-glycan composition contributes significantly to Ig based therapies, as for example IVIg in autoimmune diseases and therapeutic antibodies for cancer treatment. The effect of the different glycan modifications, especially of fucosylation, has been studied before. However the contribution of the 20 individual IgG glycoforms, in which the combined effect of all four modifications, to the IgG function has never been investigated. Here we combined six glyco-engineering methods to generate all 20 major human IgG1 glycoforms and screened their functional capacity for FcγR- and complement activity. Bisection had no effect on FcγR or C1q-binding, and sialylation had no- or little effect on FcγR-binding. We confirmed that hypo-fucosylation of IgG1 increased binding to FcγRIIIa and FcγRIIIb by ~17-fold, but in addition we showed that this effect could be further increased to ~40-fold for FcγRIIIa upon simultaneous hypo-fucosylation and hyper-galactosylation, resulting in enhanced NK-cell mediated antibody-dependent cellular-cytotoxicity (ADCC). Moreover, elevated galactosylation and sialylation significantly increased (independent of fucosylation) C1q-binding, downstream complement deposition, and cytotoxicity. In conclusion, fucosylation and galactosylation are primary mediators of functional changes in IgG for FcγR- and complement-mediated effector functions, respectively, with galactose having an auxiliary role for FcγRIII-mediated functions. This knowledge could be used for glycan profiling of clinically important (antigen-specific) IgG, but also to optimize therapeutic antibody applications.

Current approaches to study glycosylation of polyclonal human immunoglobulins G (IgG) usually imply protein digestion or glycan release. While these approaches allow in-depth characterization, they also result in a loss of valuable information regarding certain subclasses, allotypes and co-occuring post-translational modifications (PTMs). Unfortunately, the high variability of polyclonal IgGs makes their intact mass spectrometry (MS) analysis extremely challenging. We propose here a middle-up strategy for the analysis of the intact fragment crystallizable (Fc) region of human plasma IgGs, with the aim of acquiring integrated information of the N-glycosylation and other PTMs of subclasses and allotypes. Human plasma IgG was isolated using Fc-specific beads followed by an on-bead CH2 domain digestion with the enzyme IdeS. The obtained mixture of Fc subunits was analyzed by capillary electrophoresis (CE) and hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) hyphenated with MS. CE-MS provided separation of different IgG-subclasses and allotypes, while HILIC-MS allowed resolution of the different glycoforms and their oxidized variants. The orthogonality of these techniques was key to reliably assign Fc allotypes. Five individual donors were analyzed using this approach. Heterozygosis was observed in all the analyzed donors resulting in a total of 12 allotypes identified. The assignments were further confirmed using recombinant monoclonal IgG allotypes as standards. While the glycosylation patterns were similar within allotypes of the same subclass, clear differences were observed between IgG subclasses and donors, highlighting the relevance of the proposed approach. In a single analysis, glycosylation levels specific for each allotype, relative abundances of subclasses and information on co-occurring modifications are obtained. This middle-up method represents an important step towards a comprehensive analysis of immunoglobulin G-Fc variants.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the causative agent of the current coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic. Understanding both the immunological processes providing specific immunity and potential immunopathology underlying the pathogenesis of this disease may provide valuable insights for potential therapeutic interventions. Here, we quantified SARS-CoV-2 specific immune responses in patients with different clinical courses. Compared to individuals with a mild clinical presentation, CD4+ T cell responses were qualitatively impaired in critically ill patients. Strikingly, however, in these patients the specific IgG antibody response was remarkably strong. The observed disparate T and B cell responses could be indicative of a deregulated immune response in critically ill COVID-19 patients.

Background: Patients affected by different types of autoimmune diseases, including common conditions such as multiple sclerosis (MS) and rheumatoid arthritis (RA), are often treated with immunosuppressants to suppress disease activity. It is not fully understood how the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)-specific humoral and cellular immunity induced by infection and/or upon vaccination is affected by immunosuppressants. Methods: The dynamics of cellular immune reactivation upon vaccination of SARS-CoV-2 experienced MS patients treated with the humanized anti-CD20 monoclonal antibody ocrelizumab (OCR) and RA patients treated with methotrexate (MTX) monotherapy were analyzed at great depth via high-dimensional flow cytometry of whole blood samples upon vaccination with the SARS-CoV-2 mRNA-1273 (Moderna) vaccine. Longitudinal B and T cell immune responses were compared to SARS-CoV-2 experienced healthy controls (HCs) before and 7 days after the first and second vaccination. Results: OCR-treated MS patients exhibit a preserved recall response of CD8 + T central memory cells following first vaccination compared to HCs and a similar CD4 + circulating T follicular helper 1 and T helper 1 dynamics, whereas humoral and B cell responses were strongly impaired resulting in absence of SARS-CoV-2-specific humoral immunity. MTX treatment significantly delayed antibody levels and B reactivation following the first vaccination, including sustained inhibition of overall reactivation marker dynamics of the responding CD4 + and CD8 + T cells. Conclusions: Together, these findings indicate that SARS-CoV-2 experienced MS-OCR patients may still benefit from vaccination by inducing a broad CD8 + T cell response which has been associated with milder disease outcome. The delayed vaccine-induced IgG kinetics in RA-MTX patients indicate an increased risk after the first vaccination, which might require additional shielding or alternative strategies such as treatment interruptions in vulnerable patients. Funding: This research project was supported by ZonMw (The Netherlands Organization for Health Research and Development, #10430072010007), the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement (#792532 and #860003), the European Commission (SUPPORT-E, #101015756) and by PPOC (#20_21 L2506), the NHMRC Leadership Investigator Grant (#1173871).

Abstract The onset of severe SARS-CoV-2 infection is characterized by the presence of afucosylated IgG1 responses against the viral spike (S) protein, which can trigger exacerbated inflammatory responses. Here, we studied IgG glycosylation after BNT162b2 SARS-CoV-2 mRNA vaccination to explore whether vaccine-induced S protein expression on host cells also generates afucosylated IgG1 responses. SARS-CoV-2 naive individuals initially showed a transient afucosylated anti-S IgG1 response after the first dose, albeit to a lower extent than severely ill COVID-19 patients. In contrast, previously infected, antigen-experienced individuals had low afucosylation levels, which slightly increased after immunization. Afucosylation levels after the first dose correlated with low fucosyltransferase 8 (FUT8) expression levels in a defined plasma cell subset. Remarkably, IgG afucosylation levels after primary vaccination correlated significantly with IgG levels after the second dose. Further studies are needed to assess efficacy, inflammatory potential, and protective capacity of afucosylated IgG responses. One sentence summary A transient afucosylated IgG response to the BNT162b2 mRNA vaccine was observed in naive but not in antigen-experienced individuals, which predicted antibody titers upon the second dose.

Abstract Background and purpose There are concerns for safety regarding SARS‐CoV‐2 vaccines for patients with autoimmune neuromuscular disease. We compared daily functioning using disease‐specific patient‐reported outcome measures (PROMs) before and after SARS‐CoV‐2 vaccinations. Methods In this substudy of a prospective observational cohort study (Target‐to‐B!), patients with myasthenia gravis (MG), chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP), multifocal motor neuropathy (MMN), and idiopathic inflammatory myopathy (IIM) vaccinated against SARS‐CoV‐2 were included. Surveys of daily functioning (Myasthenia Gravis Activities of Daily Living, Inflammatory Rasch‐Built Overall Disability Scale, Multifocal Motor Neuropathy Rasch‐Built Overall Disability Scale, and Health Assessment Questionnaire–Disability Index) were sent before first vaccination and every 60 days thereafter for up to 12 months. Regression models were constructed to assess differences in PROM scores related to vaccination, compared to scores unrelated to vaccination. We also assessed the proportion of patients with deterioration of at least the minimal clinically important difference (MCID) between before first vaccination and 60 days thereafter. Results We included 325 patients (median age = 59 years, interquartile range = 47–67, 156 [48%] female sex), of whom 137 (42%) had MG, 79 (24%) had CIDP, 43 (13%) had MMN, and 66 (20%) had IIM. PROM scores related to vaccination did not differ from scores unrelated to vaccination. In paired PROMs, MCID for deterioration was observed in three of 49 (6%) MG patients, of whom none reported a treatment change. In CIDP, MCID for deterioration was observed in eight of 29 patients (28%), of whom two of eight (25%) reported a treatment change. Conclusions SARS‐CoV‐2 vaccination had no effect on daily functioning in patients with autoimmune neuromuscular diseases, confirming its safety in these patients.

Abstract A better understanding of the bifurcation of human B cell differentiation into memory B cells (MBC) and antibody-secreting cells (ASC) and identification of MBC and ASC precursors is crucial to optimize vaccination strategies or block undesired antibody responses. To unravel the dynamics of antigen-induced B cell responses, we compared circulating B cells reactive to SARS-CoV-2 (Spike, RBD and Nucleocapsid) in COVID-19 convalescent individuals to B cells specific to Influenza-HA, RSV-F and TT, induced much longer ago. High-dimensional spectral flow cytometry indicated that the decision point between ASC- and MBC-formation lies in the CD43+CD71+IgG+ Activated B cell compartment, showing properties indicative of recent germinal center activity and recent antigen encounter. Within this Activated B cells compartment, CD86+ B cells exhibited close phenotypical similarity with ASC, while CD86− B cells were closely related to IgG+ MBCs. Additionally, different activation stages of the IgG+ MBC compartment could be further elucidated. The expression of CD73 and CD24, regulators of survival and cellular metabolic quiescence, discerned activated MBCs from resting MBCs. Activated MBCs (CD73-CD24lo) exhibited phenotypical similarities with CD86− IgG+ Activated B cells and were restricted to SARS-CoV-2 specificities, contrasting with the resting MBC compartment (CD73-/CD24hi) that exclusively encompassed antigen-specific B cells established long ago. Overall, these findings identify novel stages for IgG+ MBC and ASC formation and bring us closer in defining the decision point for MBC or ASC differentiation. Importance In this study, researchers aimed to better understand human B cell differentiation and their role in establishing long-lived humoral immunity. Using high-dimensional flow cytometry, they studied B cells reactive to three SARS-CoV-2 antigens in individuals convalescent for COVID-19, and compared their phenotypes to B cells reactive to three distinct protein antigens derived from vaccines or viruses encountered months to decades before. Their findings showed that Activated B cells reflect recent germinal center graduates that may have diverse fates; with some feeding the pool of antibody-secreting cells and others fueling the resting memory B cell compartment. Activated B cells gradually differentiate into resting memory B cells through an activated MBC phase. Increased expression of the cellular metabolic regulators CD73 and CD24 in resting memory B cells distinguishes them from the activated memory B cells phase, and is likely involved in sustaining a durable memory of humoral immunity. These findings are crucial for the development of vaccines that provide lifelong protection and may show potential to define reactive B cells in diseases where the cognate-antigen is still unknown such as in autoimmunity, cancers, or novel viral outbreaks.

The complement system plays an important role in our innate immune system. Complement activation results in clearance of pathogens, immune complex and apoptotic cells. The host is protected from complement-mediated damage by several complement regulators. Factor H (FH) is the most important fluid-phase regulator of the alternative pathway of the complement system. Heterozygous mutations in FH are associated with complement-related diseases such as atypical hemolytic uremic syndrome (aHUS) and age-related macular degeneration. We recently described an agonistic anti-FH monoclonal antibody that can potentiate the regulatory function of FH. This antibody could serve as a potential new drug for aHUS patients and alternative to C5 blockade by Eculizumab. However, it is unclear whether this antibody can potentiate FH mutant variants in addition to wild type FH. Here, the functionality and potential of the agonistic antibody in the context of pathogenic aHUS-related FH mutant proteins was investigated. The binding affinity of recombinant WT FH, and the FH variants, W1183L, V1197A, R1210C, and G1194D to C3b was increased upon addition of the potentiating antibody and similarly, the decay accelerating activity of all mutants is increased. The potentiating anti-FH antibody is able to restore the surface regulatory function of most of the tested FH mutants to WT FH levels. In conclusion, our potentiating anti-FH is broadly active and able to enhance both WT FH function as well as most aHUS-associated FH variants tested in this study.### Competing Interest Statement