Patients with kidney failure are at increased risk of SARS-CoV-2 infection, making effective vaccinations a critical need. It is not known how well mRNA vaccines induce B and plasma cell responses in dialysis patients (DPs) or kidney transplant recipients (KTRs) compared with healthy controls (HCs). We studied humoral and B cell responses of 35 HCs, 44 DPs, and 40 KTRs. Markedly impaired anti-BNT162b2 responses were identified among KTRs and DPs compared with HCs. In DPs, the response was delayed (3 to 4 weeks after boost) and reduced with anti-S1 IgG and IgA positivity in 70.5 and 68.2%, respectively. In contrast, KTRs did not develop IgG responses except for one patient who had a previous unrecognized infection and developed anti-S1 IgG. Most antigen-specific B cells (RBD + ) were identified in the plasmablast or post-switch memory B cell compartments in HCs, whereas RBD + B cells were enriched among pre-switch and naïve B cells from DPs and KTRs. The frequency and absolute number of antigen-specific circulating plasmablasts in the cohort correlated with the Ig response, a characteristic not reported for other vaccinations. In conclusion, these data indicated that immunosuppression resulted in impaired protective immunity after mRNA vaccination, including Ig induction with corresponding generation of plasmablasts and memory B cells. Thus, there is an urgent need to improve vaccination protocols in patients after kidney transplantation or on chronic dialysis.

Objective Patients with autoimmune inflammatory rheumatic diseases receiving rituximab (RTX) therapy are at higher risk of poor COVID‐19 outcomes and show substantially impaired humoral immune response to anti–SARS–CoV‐2 vaccine. However, the complex relationship between antigen‐specific B cells and T cells and the level of B cell repopulation necessary to achieve anti‐vaccine responses remain largely unknown. Methods Antibody responses to SARS–CoV‐2 vaccines and induction of antigen‐specific B and CD4/CD8 T cell subsets were studied in 19 patients with rheumatoid arthritis (RA) or antineutrophil cytoplasmic antibody–associated vasculitis receiving RTX, 12 patients with RA receiving other therapies, and 30 healthy controls after SARS–CoV‐2 vaccination with either messenger RNA or vector‐based vaccines. Results A minimum of 10 B cells per microliter (0.4% of lymphocytes) in the peripheral circulation appeared to be required for RTX‐treated patients to mount seroconversion to anti‐S1 IgG upon SARS–CoV‐2 vaccination. RTX‐treated patients who lacked IgG seroconversion showed reduced receptor‐binding domain–positive B cells ( P = 0.0005), a lower frequency of Tfh‐like cells ( P = 0.0481), as well as fewer activated CD4 ( P = 0.0036) and CD8 T cells ( P = 0.0308) compared to RTX‐treated patients who achieved IgG seroconversion. Functionally relevant B cell depletion resulted in impaired interferon‐γ secretion by spike‐specific CD4 T cells ( P = 0.0112, r = 0.5342). In contrast, antigen‐specific CD8 T cells were reduced in both RA patients and RTX‐treated patients, independently of IgG formation. Conclusion In RTX‐treated patients, a minimum of 10 B cells per microliter in the peripheral circulation is a candidate biomarker for a high likelihood of an appropriate cellular and humoral response after SARS–CoV‐2 vaccination. Mechanistically, the data emphasize the crucial role of costimulatory B cell functions for the proper induction of CD4 responses propagating vaccine‐specific B cell and plasma cell differentiation.

Abstract Objectives Patients with autoimmune inflammatory rheumatic diseases receiving rituximab (RTX) therapy show substantially impaired anti-SARS-CoV-2 vaccine humoral but partly inducible cellular immune responses. However, the complex relationship between antigen-specific B and T cells and the level of B cell repopulation necessary to achieve anti-vaccine responses remain largely unknown. Methods Antibody responses to SARS-CoV-2 vaccines and induction of antigen-specific B and CD4/CD8 T cell subsets were studied in 19 rheumatoid arthritis (RA) and ANCA-associated vasculitis (AAV) patients receiving RTX, 12 RA patients on other therapies and 30 healthy controls after SARS-CoV-2 vaccination with either mRNA or vector based vaccines. Results A minimum of 10 B cells/µL in the peripheral circulation was necessary in RTX patients to mount seroconversion to anti-S1 IgG upon SARS-CoV-2 vaccination. RTX patients lacking IgG seroconversion showed reduced antigen-specific B cells, lower frequency of TfH-like cells as well as less activated CD4 and CD8 T cells compared to IgG seroconverted RTX patients. Functionally relevant B cell depletion resulted in impaired IFNγ secretion by spike-specific CD4 T cells. In contrast, antigen-specific CD8 T cells were reduced in patients independently of IgG formation. Conclusions Patients receiving rituximab with B cell numbers above 10 B cells/µl were able to mount humoral and more robust cellular responses after SARS-CoV-2 vaccination that may permit optimization of vaccination in these patients. Mechanistically, the data emphasize the crucial role of co-stimulatory B cell functions for the proper induction of CD4 responses propagating vaccine-specific B and plasma cell differentiation.

UNC93B1 is critical for trafficking and function of nucleic acid–sensing Toll-like receptors (TLRs) TLR3, TLR7, TLR8, and TLR9, which are essential for antiviral immunity. Overactive TLR7 signaling induced by recognition of self–nucleic acids has been implicated in systemic lupus erythematosus (SLE). Here, we report UNC93B1 variants (E92G and R336L) in four patients with early-onset SLE. Patient cells or mouse macrophages carrying the UNC93B1 variants produced high amounts of TNF-α and IL-6 and upon stimulation with TLR7/TLR8 agonist, but not with TLR3 or TLR9 agonists. E92G causes UNC93B1 protein instability and reduced interaction with TLR7, leading to selective TLR7 hyperactivation with constitutive type I IFN signaling. Thus, UNC93B1 regulates TLR subtype–specific mechanisms of ligand recognition. Our findings establish a pivotal role for UNC93B1 in TLR7-dependent autoimmunity and highlight the therapeutic potential of targeting TLR7 in SLE.

Abstract Patients with kidney failure are at increased risk during the COVID-19 pandemic and effective vaccinations are needed. It is not known how efficient mRNA vaccines mount B and plasma cell responses in dialysis patients (DP) or kidney transplant recipients (KTR) compared to healthy controls (HC). We studied humoral and B cell responses of 25 HC, 44 DP and 40 KTR. Markedly impaired anti-BNT162b2 responses were identified among KTR and DP compared to 100% seroconversion in HC. In DP, the response was delayed (3-4 weeks after boost) and reduced with anti-S1 IgG positivity in 31 (70.5%) and anti-S1 IgA in 30 (68.2%) of 44, respectively. In contrast, KTR did not develop IgG response except one patient who had prior unrecognized infection and developed anti-S1 IgG. The majority of antigen-specific B cells (RBD+) were identified in the plasmablast or post-switch memory B cell compartments in HC, whereas these RBD+ B cells were enriched among pre-switch and naïve B cells from DP and KTR. Single cell transcriptome and CITE-seq analyses found reduced frequencies of plasmablasts, TCF7 + CD27 + GZMK + T cells and proliferating MKI67 -expressing lymphocytes among KTR non-responders. Importantly, the frequency and absolute number of antigen-specific circulating plasmablasts in the whole cohort correlated with the Ig response, a characteristic not reported for other vaccinations. In conclusion, this data indicate that lack of T cell help related to immunosuppression results in impaired germinal center differentiation of B and plasma cell memory. There is an urgent need to improve vaccination protocols in patients after kidney transplantation or on chronic dialysis. One Sentence Summary Kidney transplant recipients and dialysis patients show a markedly diminished humoral response and impaired molecular B cell memory formation upon vaccination with BNT162b2.

Abstract Bone marrow plasma cells (BMPC) emerge as a consequence of immune reactions and are considered the source of antibodies that protect against recurrent infectious diseases throughout life. Despite their importance, it remains unclear if these cells reflect different activation environments or the differentiation/maturation stages of their precursors. Here we track the recruitment of plasma cells, generated in primary and secondary immune reactions to SARS-CoV-2 spike protein vaccines, to the human bone marrow. Trajectories based on single cell transcriptomes and antigen-receptor clonotypes of antibody-secreting cells exiting the immune reaction and of those residing in the bone marrow, allow to follow the evolution of the immune response to these vaccines, leading to sequential colonization of these cells to different compartments (clans) of BMPC, and their establishment as long-lived (memory) plasma cells. In primary immune reactions, both CD19 low (clans 1 and 4) and CD19 high (clan 0) BMPC are generated. In secondary immune reactions, mostly CD19 high BMPC of the largest compartment (clan 0) are generated, resulting from the reactivation of memory B lymphocytes. The latter is also observed in vaccinated convalescent individuals and upon recall vaccination against diphtheria/tetanus/pertussis (DTP). Thus, humoral immunological memory, i.e. serum antibodies secreted by long-lived memory BMPC, is generated already in the primary immune response, more so in the secondary, and it represents the evolution of the immune response.

Abstract Bone marrow plasma cells (BMPC) are the correlate of humoral immunity, consistently releasing antibodies into the bloodstream. It remains unclear if BMPC reflect different activation environments or maturation of their precursors. Here we define human BMPC heterogeneity and track the recruitment of antibody-secreting cells (ASC) from SARS-CoV-2 vaccine immune reactions to the bone marrow (BM). Trajectories based on single-cell transcriptomes and repertoires of peripheral and BM ASC reveal sequential colonisation of BMPC compartments. In activated B cells, IL-21 suppresses CD19 expression, indicating that CD19 low -BMPC are derived from follicular, while CD19 high -BMPC originate from extrafollicular immune reactions. In primary immune reactions, both CD19 low - and CD19 high -BMPC compartments are populated. In secondary immune reactions, most BMPC are recruited to CD19 high -BMPC compartments, reflecting their origin from extrafollicular reactivations of memory B cells. A pattern also observable in vaccinated-convalescent individuals and upon diphtheria/tetanus/pertussis recall-vaccination. Thus, BMPC diversity reflects the evolution of a given humoral immune response.

Autoreactive B cells and interferon (IFN) signature are hallmarks of primary sjögren's syndrome (pSS), but how IFN signaling pathways influence autoantibody production and clinical manifestations remain unclear. More detailed studies hold promise for improved diagnostic methodologies and personalized treatment. We analyzed peripheral blood T and B cell subsets from 34 pSS patients and 38 healthy donors (HDs) at baseline and upon stimulation regarding their expression levels of type I and II IFN signaling molecules (STAT1/2, IRF1, IRF9). Additionally, we investigated how the levels of these molecules correlated with serological and clinical characteristics and performed ROC analysis. Patients showed elevated IFN pathway molecules, including STAT1, STAT2 and IRF9 among most T and B cell subsets. We found a reduced ratio of phosphorylated STAT1 and STAT2 in patients in comparison to HDs, although B cells from patients were highly responsive by increased phosphorylation upon IFN stimulation. Correlation matrices showed further interrelations between STAT1, IRF1 and IRF9 in pSS. Levels of STAT1 and IRF9 in T and B cells correlated with the IFN type I marker Siglec-1 (CD169) on monocytes. High levels of STAT1 and IRF9 within pSS B cells were significantly associated with hypergammaglobulinemia as well as anti-SSA/anti-SSB autoantibodies. Elevated STAT1 levels were found in patients with extraglandular disease and could serve as a biomarker for this subgroup (p < 0.01). Notably, IRF9 levels in T and B cells correlated with EULAR Sjögren's syndrome disease activity index (ESSDAI). Here, we provide evidence that in active pSS patients, enhanced IFN signaling incl. unphosphorylated STAT1 and STAT2 with IRFs entertain chronic T and B cell activation. Furthermore, increased STAT1 levels candidate as biomarker of extraglandular disease, while IRF9 levels can serve as biomarker for disease activity.