BackgroundPregnant and lactating women were excluded from initial coronavirus disease 2019 vaccine trials; thus, data to guide vaccine decision making are lacking.ObjectiveThis study aimed to evaluate the immunogenicity and reactogenicity of coronavirus disease 2019 messenger RNA vaccination in pregnant and lactating women compared with: (1) nonpregnant controls and (2) natural coronavirus disease 2019 infection in pregnancy.Study DesignA total of 131 reproductive-age vaccine recipients (84 pregnant, 31 lactating, and 16 nonpregnant women) were enrolled in a prospective cohort study at 2 academic medical centers. Titers of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 spike and receptor-binding domain immunoglobulin G, immunoglobulin A, and immunoglobulin M were quantified in participant sera (n=131) and breastmilk (n=31) at baseline, at the second vaccine dose, at 2 to 6 weeks after the second vaccine, and at delivery by Luminex. Umbilical cord sera (n=10) titers were assessed at delivery. Titers were compared with those of pregnant women 4 to 12 weeks from the natural infection (n=37) by enzyme-linked immunosorbent assay. A pseudovirus neutralization assay was used to quantify neutralizing antibody titers for the subset of women who delivered during the study period. Postvaccination symptoms were assessed via questionnaire. Kruskal-Wallis tests and a mixed-effects model, with correction for multiple comparisons, were used to assess differences among groups.ResultsVaccine-induced antibody titers were equivalent in pregnant and lactating compared with nonpregnant women (pregnant, median, 5.59; interquartile range, 4.68–5.89; lactating, median, 5.74; interquartile range, 5.06–6.22; nonpregnant, median, 5.62; interquartile range, 4.77–5.98, P=.24). All titers were significantly higher than those induced by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection during pregnancy (P<.0001). Vaccine-generated antibodies were present in all umbilical cord blood and breastmilk samples. Neutralizing antibody titers were lower in umbilical cord than maternal sera, although this finding did not achieve statistical significance (maternal sera, median, 104.7; interquartile range, 61.2–188.2; cord sera, median, 52.3; interquartile range, 11.7–69.6; P=.05). The second vaccine dose (boost dose) increased severe acute respiratory syndrome coronavirus 2–specific immunoglobulin G, but not immunoglobulin A, in maternal blood and breastmilk. No differences were noted in reactogenicity across the groups.ConclusionCoronavirus disease 2019 messenger RNA vaccines generated robust humoral immunity in pregnant and lactating women, with immunogenicity and reactogenicity similar to that observed in nonpregnant women. Vaccine-induced immune responses were statistically significantly greater than the response to natural infection. Immune transfer to neonates occurred via placenta and breastmilk. Pregnant and lactating women were excluded from initial coronavirus disease 2019 vaccine trials; thus, data to guide vaccine decision making are lacking. This study aimed to evaluate the immunogenicity and reactogenicity of coronavirus disease 2019 messenger RNA vaccination in pregnant and lactating women compared with: (1) nonpregnant controls and (2) natural coronavirus disease 2019 infection in pregnancy. A total of 131 reproductive-age vaccine recipients (84 pregnant, 31 lactating, and 16 nonpregnant women) were enrolled in a prospective cohort study at 2 academic medical centers. Titers of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 spike and receptor-binding domain immunoglobulin G, immunoglobulin A, and immunoglobulin M were quantified in participant sera (n=131) and breastmilk (n=31) at baseline, at the second vaccine dose, at 2 to 6 weeks after the second vaccine, and at delivery by Luminex. Umbilical cord sera (n=10) titers were assessed at delivery. Titers were compared with those of pregnant women 4 to 12 weeks from the natural infection (n=37) by enzyme-linked immunosorbent assay. A pseudovirus neutralization assay was used to quantify neutralizing antibody titers for the subset of women who delivered during the study period. Postvaccination symptoms were assessed via questionnaire. Kruskal-Wallis tests and a mixed-effects model, with correction for multiple comparisons, were used to assess differences among groups. Vaccine-induced antibody titers were equivalent in pregnant and lactating compared with nonpregnant women (pregnant, median, 5.59; interquartile range, 4.68–5.89; lactating, median, 5.74; interquartile range, 5.06–6.22; nonpregnant, median, 5.62; interquartile range, 4.77–5.98, P=.24). All titers were significantly higher than those induced by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection during pregnancy (P<.0001). Vaccine-generated antibodies were present in all umbilical cord blood and breastmilk samples. Neutralizing antibody titers were lower in umbilical cord than maternal sera, although this finding did not achieve statistical significance (maternal sera, median, 104.7; interquartile range, 61.2–188.2; cord sera, median, 52.3; interquartile range, 11.7–69.6; P=.05). The second vaccine dose (boost dose) increased severe acute respiratory syndrome coronavirus 2–specific immunoglobulin G, but not immunoglobulin A, in maternal blood and breastmilk. No differences were noted in reactogenicity across the groups. Coronavirus disease 2019 messenger RNA vaccines generated robust humoral immunity in pregnant and lactating women, with immunogenicity and reactogenicity similar to that observed in nonpregnant women. Vaccine-induced immune responses were statistically significantly greater than the response to natural infection. Immune transfer to neonates occurred via placenta and breastmilk.

Preeclampsia is a pregnancy-specific disorder of unknown etiology and a leading contributor to maternal and perinatal morbidity and mortality worldwide. Because there is no cure other than delivery, preeclampsia is the leading cause of iatrogenic preterm birth. We show that preeclampsia shares pathophysiologic features with recognized protein misfolding disorders. These features include urine congophilia (affinity for the amyloidophilic dye Congo red), affinity for conformational state-dependent antibodies, and dysregulation of prototype proteolytic enzymes involved in amyloid precursor protein (APP) processing. Assessment of global protein misfolding load in pregnancy based on urine congophilia (Congo red dot test) carries diagnostic and prognostic potential for preeclampsia. We used conformational state-dependent antibodies to demonstrate the presence of generic supramolecular assemblies (prefibrillar oligomers and annular protofibrils), which vary in quantitative and qualitative representation with preeclampsia severity. In the first attempt to characterize the preeclampsia misfoldome, we report that the urine congophilic material includes proteoforms of ceruloplasmin, immunoglobulin free light chains, SERPINA1, albumin, interferon-inducible protein 6-16, and Alzheimer's β-amyloid. The human placenta abundantly expresses APP along with prototype APP-processing enzymes, of which the α-secretase ADAM10, the β-secretases BACE1 and BACE2, and the γ-secretase presenilin-1 were all up-regulated in preeclampsia. The presence of β-amyloid aggregates in placentas of women with preeclampsia and fetal growth restriction further supports the notion that this condition should join the growing list of protein conformational disorders. If these aggregates play a pathophysiologic role, our findings may lead to treatment for preeclampsia.

Biological data are lacking with respect to risk of vertical transmission and mechanisms of fetoplacental protection in maternal severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection.To quantify SARS-CoV-2 viral load in maternal and neonatal biofluids, transplacental passage of anti-SARS-CoV-2 antibody, and incidence of fetoplacental infection.This cohort study was conducted among pregnant women presenting for care at 3 tertiary care centers in Boston, Massachusetts. Women with reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) results positive for SARS-CoV-2 were recruited from April 2 to June 13, 2020, and follow-up occurred through July 10, 2020. Contemporaneous participants without SARS-CoV-2 infection were enrolled as a convenience sample from pregnant women with RT-PCR results negative for SARS-CoV-2.SARS-CoV-2 infection in pregnancy, defined by nasopharyngeal swab RT-PCR.The main outcomes were SARS-CoV-2 viral load in maternal plasma or respiratory fluids and umbilical cord plasma, quantification of anti-SARS-CoV-2 antibodies in maternal and cord plasma, and presence of SARS-CoV-2 RNA in the placenta.Among 127 pregnant women enrolled, 64 with RT-PCR results positive for SARS-CoV-2 (mean [SD] age, 31.6 [5.6] years) and 63 with RT-PCR results negative for SARS-CoV-2 (mean [SD] age, 33.9 [5.4] years) provided samples for analysis. Of women with SARS-CoV-2 infection, 23 (36%) were asymptomatic, 22 (34%) had mild disease, 7 (11%) had moderate disease, 10 (16%) had severe disease, and 2 (3%) had critical disease. In viral load analyses among 107 women, there was no detectable viremia in maternal or cord blood and no evidence of vertical transmission. Among 77 neonates tested in whom SARS-CoV-2 antibodies were quantified in cord blood, 1 had detectable immunoglobuilin M to nucleocapsid. Among 88 placentas tested, SARS-CoV-2 RNA was not detected in any. In antibody analyses among 37 women with SARS-CoV-2 infection, anti-receptor binding domain immunoglobin G was detected in 24 women (65%) and anti-nucleocapsid was detected in 26 women (70%). Mother-to-neonate transfer of anti-SARS-CoV-2 antibodies was significantly lower than transfer of anti-influenza hemagglutinin A antibodies (mean [SD] cord-to-maternal ratio: anti-receptor binding domain immunoglobin G, 0.72 [0.57]; anti-nucleocapsid, 0.74 [0.44]; anti-influenza, 1.44 [0.80]; P < .001). Nonoverlapping placental expression of SARS-CoV-2 receptors angiotensin-converting enzyme 2 and transmembrane serine protease 2 was noted.In this cohort study, there was no evidence of placental infection or definitive vertical transmission of SARS-CoV-2. Transplacental transfer of anti-SARS-CoV-2 antibodies was inefficient. Lack of viremia and reduced coexpression and colocalization of placental angiotensin-converting enzyme 2 and transmembrane serine protease 2 may serve as protective mechanisms against vertical transmission.

Abstract Significant immunological changes occur throughout pregnancy to tolerize the mother and allow growth of the fetal graft. However, additional local and systemic immunological adaptations also occur, allowing the maternal immune system to continue to protect the dyad against foreign invaders both during pregnancy and after birth through lactation. This fine balance of tolerance and immunity, along with physiological and hormonal changes, contribute to increased susceptibility to particular infections in pregnancy, including more severe COVID-19 disease. Whether these changes also make pregnant women less responsive to vaccination or induce altered immune responses to vaccination remains incompletely understood. To holistically define potential changes in vaccine response during pregnancy and lactation, we deeply profiled the humoral vaccine response in a group of pregnant and lactating women and non-pregnant age-matched controls. Vaccine-specific titers were comparable, albeit slightly lower, between pregnant and lactating women, compared to non-pregnant controls. Among pregnant women, we found higher antibody titers and functions in those vaccinated with the Moderna vaccine. FcR-binding and antibody effector functions were induced with delayed kinetics in both pregnant and lactating women compared to non-pregnant women. Antibody boosting resulted in high FcR-binding titers in breastmilk. These data point to an immune resistance to generate highly inflammatory antibodies during pregnancy and lactation, and a critical need to follow prime/boost timelines in this vulnerable population to ensure full immunity is attained.

ABSTRACT There is a persistent male bias in the prevalence and severity of COVID-19 disease. Underlying mechanisms accounting for this sex difference remain incompletely understood. Interferon responses have been implicated as a modulator of disease in adults, and play a key role in the placental anti-viral response. Moreover, the interferon response has been shown to alter Fc-receptor expression, and therefore may impact placental antibody transfer. Here we examined the intersection of viral-induced placental interferon responses, maternal-fetal antibody transfer, and fetal sex. Placental interferon stimulated genes (ISGs), Fc-receptor expression, and SARS-CoV-2 antibody transfer were interrogated in 68 pregnancies. Sexually dimorphic placental expression of ISGs, interleukin-10, and Fc receptors was observed following maternal SARS-CoV-2 infection, with upregulation in males. Reduced maternal SARS-CoV-2-specific antibody titers and impaired placental antibody transfer were noted in pregnancies with a male fetus. These results demonstrate fetal sex-specific maternal and placental adaptive and innate immune responses to SARS-CoV-2.

Summary Maternal immune activation is associated with adverse offspring neurodevelopmental outcomes, many of which are mediated by in utero microglial programming. Microglia remain inaccessible at birth and throughout development, thus identification of noninvasive biomarkers that can reflect fetal brain microglial programming may permit screening and intervention during critical developmental windows. Here we used lineage tracing to demonstrate the shared ontogeny between fetal brain macrophages (microglia) and fetal placental macrophages (Hofbauer cells). Single-cell RNA sequencing of murine fetal brain and placental macrophages demonstrated shared transcriptional programs. Comparison with human datasets demonstrated that placental resident macrophage signatures are highly conserved between mice and humans. Single-cell RNA-seq identified sex differences in fetal microglial and Hofbauer cell programs, and robust differences between placenta-associated maternal macrophage/monocyte (PAMM) populations in the context of a male versus a female fetus. We propose that Hofbauer cells, which are easily accessible at birth, provide novel insights into fetal brain microglial programs, potentially facilitating the early identification of offspring most vulnerable to neurodevelopmental disorders.

Maternal immune activation is associated with adverse offspring neurodevelopmental outcomes, many mediated by in utero microglial programming. As microglia remain inaccessible throughout development, identification of noninvasive biomarkers reflecting fetal brain microglial programming could permit screening and intervention. We used lineage tracing to demonstrate the shared ontogeny between fetal brain macrophages (microglia) and fetal placental macrophages (Hofbauer cells) in a mouse model of maternal diet-induced obesity, and single-cell RNA-seq to demonstrate shared transcriptional programs. Comparison with human datasets demonstrated conservation of placental resident macrophage signatures between mice and humans. Single-cell RNA-seq identified common alterations in fetal microglial and Hofbauer cell gene expression induced by maternal obesity, as well as sex differences in these alterations. We propose that Hofbauer cells, which are easily accessible at birth, provide insights into fetal brain microglial programs and may facilitate the early identification of offspring vulnerable to neurodevelopmental disorders.

Objective: The prevalence of type 2 diabetes (T2D) in pregnancy has tripled over the last two decades. Use of glucagon-like peptide-1 receptor agonists (GLP-1 RA) in pregnancy is contraindicated. Effects of pre-pregnancy GLP-1 RA use on pregnancy outcomes, including gestational weight gain (GWG), are poorly understood. Methods: In a retrospective cohort of singleton pregnancies (2016 to 2022) in people with pre-existing T2D, we used propensity score matching on pre-pregnancy body mass index (BMI), maternal age, gestational age at delivery, race/ethnicity, and health insurance status to compare pregnancies with pre-pregnancy exposure to GLP-1 RA to unexposed pregnancies. We identified exposed pregnancies using prescription records and electronic chart searches. The primary outcome, GWG, was defined as the weight prior to delivery minus the pre-pregnancy weight, as documented in electronic medical record. A secondary outcome, excess GWG, was determined based on pre-pregnancy BMI, GWG, and clinical guidelines. We matched each GLP-1 RA exposed pregnancy to 3 unexposed pregnancies. We fit linear and logistic mixed models to evaluate associations between GLP-1 RA exposure and GWG. Results: We included 188 pregnancies (47 exposed and 141 unexposed). Mean [SD] maternal age was 34.5 [5.3] years and mean [SD] pre-pregnancy BMI was 35.5 [7.6] kg/m2. GLP-1 RA exposed pregnancies had greater GWG (mean [SD]: 24.9 [12.0] lbs.) than unexposed pregnancies (19.1 [17.3] lbs., β= 5.9 lbs., 95% CI [0.60, 11.1], P=0.03). The proportion of pregnancies that exceeded recommended GWG was greater in GLP-1 RA-exposed than in unexposed pregnancies (61.7% vs 41.1%, P=0.02). Conclusion: GWG in T2D-affected pregnancies with pre-pregnancy exposure to GLP-1 RA is greater than in matched pregnancies without pre-pregnancy GLP-1 RA exposure. Better understanding of the benefits and risks of pre-pregnancy use of GLP-1 RA is necessary to optimize care of T2D in pregnancy. Disclosure J. Maya: None. D. Pant: None. K. James: None. C. Michalopoulos: None. S. Hsu: None. L. Shook: None. T. Thaweethai: None. M. Hivert: None. C.E. Powe: Consultant; Mediflix. Other Relationship; Wolters Kluwer Health. Funding National Institutes of Health (T32DK007028-47S1)

Abstract Background The SARS-CoV-2 virus activates maternal and placental immune responses. Such activation in the setting of other infections during pregnancy is known to impact fetal brain development. The effects of maternal immune activation on neurodevelopment are mediated at least in part by fetal brain microglia. However, microglia are inaccessible for direct analysis, and there are no validated non-invasive surrogate models to evaluate in utero microglial priming and function. We have previously demonstrated shared transcriptional programs between microglia and Hofbauer cells (HBCs, or fetal placental macrophages) in mouse models. Methods and results We assessed the impact of maternal SARS-CoV-2 on HBCs isolated from 24 term placentas ( N = 10 SARS-CoV-2 positive cases, 14 negative controls). Using single-cell RNA-sequencing, we demonstrated that HBC subpopulations exhibit distinct cellular programs, with specific subpopulations differentially impacted by SARS-CoV-2. Assessment of differentially expressed genes implied impaired phagocytosis, a key function of both HBCs and microglia, in some subclusters. Leveraging previously validated models of microglial synaptic pruning, we showed that HBCs isolated from placentas of SARS-CoV-2 positive pregnancies can be transdifferentiated into microglia-like cells (HBC-iMGs), with impaired synaptic pruning behavior compared to HBC models from negative controls. Conclusion These findings suggest that HBCs isolated at birth can be used to create personalized cellular models of offspring microglial programming.