Introducción

La infección por coronavirus tipo 2 del síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV-2) puede provocar enfermedad aguda, enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) y dejar secuelas que se denominan COVID prolongada. Los síntomas debilitantes asociados con la COVID prolongada, como fatiga constante, malestar general después del esfuerzo, deterioro cognitivo y disfunción autonómica, entre otros, tienen un impacto clínico, social y económico significativo. Aún se desconoce la patogenia subyacente, pero se estima que está relacionada con la persistencia de virus o restos virales, la autoinmunidad, la disbiosis, la reactivación del virus latente y el daño tisular causado por la inflamación persistente.

El objetivo del presente estudio fue identificar las características inmunológicas claves que distinguen a la COVID prolongada.

Métodos

El presente estudio transversal, exploratorio y multicéntrico se realizó en los EE. UU. e incluyó a participantes mayores de 18 años, que fueron divididos en cuatro grupos con base en los antecedentes de exposición al SARS-COV-2 y el estado de COVID prolongada. Se incluyeron controles sanos, no infectados (controles sanos); controles sanos, no vacunados, previamente infectados por SARS-CoV-2 (trabajadores de la salud); controles sanos, previamente infectados por SARS-CoV-2, sin síntomas persistentes (controles convalecientes) y personas con síntomas persistentes de más de 6 semanas después de la infección aguda por SARS-CoV-2 (COVID prolongada). La mayoría de los participantes no fue hospitalizada durante la fase aguda de la COVID-19.

Todos los participantes proporcionaron muestras de sangre periférica. Se registraron las características demográficas, los datos clínicos de COVID-19 y el estado de vacunación contra el SARS-CoV-2. Además, en el momento de la extracción de sangre, todos los participantes completaron encuestas validadas para evaluar la fatiga, el malestar posterior al esfuerzo, la disnea, la función cognitiva, la calidad de vida relacionada con la salud, la ansiedad, la depresión, el dolor, la calidad del sueño y la situación laboral antes y después de presentar COVID-19. Por último, se pidió a los sujetos que informaran cualquier síntoma persistente. Los antecedentes clínicos de los participantes también se recabaron durante las visitas y se corroboraron mediante la revisión de los registros clínicos electrónicos.

En todos los grupos se realizó un inmunofenotipado sistemático y multidimensional y mediante aprendizaje automático imparcial se evaluaron los datos agregados para identificar posibles biomarcadores de COVID prolongada. Los resultados del inmunofenotipado se evaluaron con un puntaje de propensión mediante un modelo de regresión logística multivariado que comparó a los participantes con COVID prolongada frente a los controles sanos y los controles convalecientes. Los análisis bioquímicos incluyeron citometría de flujo, prueba de anticuerpos contra SARS-CoV-2, análisis proteómico, perfil de péptidos y perfil de antígenos extracelulares.

La comparación de las características inmunofenotípicas, incluidos los niveles de citoquinas sistémicas y las concentraciones de anticuerpos, se realizó mediante pruebas no paramétricas de Kruskal-Wallis. Cuando la prueba de Kruskal-Wallis indicó diferencias significativas, se efectuó una prueba post hoc de Dunn con corrección de Tukey para comparaciones múltiples.

Resultados

Se incluyeron 215 sujetos: 99 pacientes con COVID prolongada, 40 controles sanos, 39 controles convalecientes y 37 trabajadores de la salud. Los pacientes con COVID prolongada se parearon demográficamente con los controles convalecientes en cuanto a la edad (media de 45.77 años frente a media de 38.23 años; p = 0.004), el sexo (68% mujeres frente a 67% mujeres; p = 0.9465), la proporción de hospitalización  durante la fase aguda de COVID-19 (13.13% frente a 5.13%; p = 0.2324; odds ratio: 2.797; intervalo de confianza del 95% [IC 95%]: 0.66 a 12.90) y la mediana de tiempo desde la enfermedad aguda (432 días frente a 344 días; p = 0.0572).

No hubo diferencias iniciales en la prevalencia de ansiedad o depresión.

La mayoría de las infecciones agudas por SARS-CoV-2 dentro del grupo de COVID prolongada (76%) se observaron entre las 7 y 17 semanas epidemiológicas de 2020. En todas las dimensiones de salud evaluadas, los sujetos con COVID prolongada tuvieron aumentos significativos en la intensidad de los síntomas informados y su calidad de vida empeoró de manera sustancial.

Las respuestas se combinaron en el Long COVID Propensity Score (LCPS), una métrica de clasificación, que demostró potencial significativo de diagnóstico y permitió el análisis posterior de las características inmunológicas específicas que median la propensión a la COVID prolongada. La fatiga (87%), la confusión mental (78%), la pérdida de la memoria (62%), la confusión (55%) y el síndrome de taquicardia ortostática postural (37.6%) fueron síntomas que prevalecieron entre los sujetos con COVID prolongada. Además, el 51% de este grupo informó con frecuencia un impacto negativo en su situación laboral.

El fenotipado inmunológico de las poblaciones de células circulantes de los participantes con COVID prolongada mostró aumentos específicos en las respuestas inmunológicas inflamatorias y antivirales, como los monocitos CD14, CD16 y CD15, y los linfocitos B y T,  en comparación con los controles sanos y los controles convalecientes. Además, se observó la disminución significativa en las poblaciones circulantes de subconjuntos de células dendríticas convencionales tipo 1 entre los participantes con COVID prolongada. Los niveles de granulocitos circulantes no fueron significativamente diferentes entre los grupos y se verificó heterogeneidad significativa entre los participantes con COVID prolongada. Tanto la edad como el estado de COVID prolongada fueron predictores significativos de la producción intracelular de interleuquina (IL) 4 e IL-6, pero no de IL-2. Los datos de la citometría de flujo revelaron compromiso inmunitario crónico aberrante entre los participantes con COVID prolongada.

La población evaluada con COVID prolongada presentó respuestas humorales específicas elevadas contra el SARS-CoV-2 y alteraciones significativas en el cortisol y los mediadores inmunitarios solubles. El estado de COVID prolongada también fue un predictor positivo significativo de las respuestas humorales anti-Spike. El análisis multiplex paralelo de las hormonas circulantes y los mediadores inmunitarios de muestras de plasma reveló diferencias significativas entre los grupos en el cortisol, la IL-8, la galectina-1, la IL-6 y otros factores solubles. Los participantes con COVID prolongada tuvieron niveles circulantes de cortisol casi un 50% menores que los otros participantes. Los niveles de cortisol se correlacionaron en forma negativa con el resultado del LCPS.

En el grupo de COVID prolongada no se observó aumento de autoanticuerpos contra el proteoma extracelular. Tampoco se verificó una correlación significativa entre el número de reactividades de autoanticuerpos, la población de células B negativas dobles o los días desde el inicio de los síntomas agudos. La reactividad de los autoanticuerpos fue notablemente elevada en participantes con COVID prolongada, que tuvieron reactividad contra 6, 7 o incluso 9 proteínas diferentes que participan en el transporte de iones de Na.

Se observó la alteración de las respuestas humorales a distintos herpesvirus, incluido el virus de Epstein-Barr (VEB), en los sujetos con COVID prolongada. Se detectó reactividad contra 36 epítopos conformacionales virales diferentes en 99 sujetos con COVID prolongada y en 40 controles sanos y controles convalecientes. Los investigadores destacan que el análisis no reveló diferencias significativas en la seroprevalencia estimada del VEB entre los grupos de estudio o cualquier otro patógeno viral. A pesar de esto, las personas con COVID prolongada tuvieron títulos más altos de anticuerpos anti-VEB. Esta reactividad se correlacionó con las poblaciones de las células T activadas.

Mediante aprendizaje automático no supervisado y supervisado se logró la identificación de biomarcadores únicos de COVID prolongada. Las características que distinguieron significativamente a la COVID prolongada fueron el aumento de las células B doble negativas, la concentración sérica de galectina-1 y diversos epítopos de VEB, mientras que otras características se asociaron de manera negativa, como la reducción del cortisol sérico, entre otros. Este último parámetro fue el predictor individual más significativo del estado de COVID prolongada. En particular, el cortisol sérico fue mayor en los controles sanos (no infectados) y menor en los controles convalecientes y los participantes con COVID prolongada. Cuando se realizó un ajuste de precisión, el umbral de 70.38 ng/ml de cortisol obtuvo una clasificación de 91.9%. Los resultados de los análisis sugieren que tanto los resultados informados por los pacientes como las características inmunológicas clasifican de manera eficaz la COVID prolongada.

Discusión

Las secuelas de la infección por SARS-CoV-2 se presentan clínicamente y por alteraciones inmunológicas. En el presente estudio, los pacientes con COVID prolongada presentaron cambios significativos en los leucocitos circulantes, los anticuerpos contra los antígenos del SARS-CoV-2 y los antígenos del herpesvirus, en comparación con los controles. Por el contrario, no se hallaron diferencias significativas para los autoanticuerpos frente al exoproteoma humano. Los participantes con COVID prolongada tuvieron niveles de cortisol en plasma de aproximadamente la mitad de los hallados en los controles sanos o controles convalecientes. Por sí mismos, los niveles de cortisol fueron el predictor más significativo para la clasificación de la COVID prolongada. Estos resultados sugieren que la patogenia de la COVID prolongada se asocia con la persistencia de determinados antígenos, la reactivación del herpesvirus latente y la inflamación crónica. El hipocortisolismo observado en los sujetos con COVID prolongada no se asoció con la alteración significativa de los niveles de la hormona adrenocorticotropa, lo que sugiere una respuesta compensatoria atenuada por parte del eje hipotálamo-pituitario. Es importante destacar que el cortisol desempeña un papel fundamental en la mediación de las respuestas de estrés homeostático. De acuerdo con los autores, la reactivación del herpesvirus no es incidental después de la infección por SARS-CoV-2; por el contrario, los patógenos virales distintos del SARS-CoV-2 pueden mediar, agravar o causar alternativamente los cambios persistentes observados en las poblaciones de efectores inmunitarios circulantes. No se hallaron autoanticuerpos extracelulares estereotípicos o compartidos que pudieran diferenciar a los participantes con COVID prolongada de los controles. Estos resultados indicaron que los autoanticuerpos no desempeñan un papel clave en la patogenia de la COVID prolongada. La disminución del cortisol y el aumento de la IL-8 y la galectina-1 pueden servir como biomarcadores diagnósticos más específicos para la COVID prolongada. Tanto los resultados informados por los pacientes como los análisis inmunológicos demostraron una concordancia elevada en el diagnóstico de la COVID prolongada.

La limitación principal de este estudio fue el número relativamente pequeño de participantes.

Conclusiones

En el presente estudio se identificaron biomarcadores de COVID prolongada que parecen estar asociados con la patogenia de esta enfermedad. Estos resultados proporcionan una base para investigaciones adicionales sobre la COVID prolongada.