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A Systematic Assessment of the Drivers of COVID-19 in the Swiss HIV Cohort Study: Epidemiology, Immunology, and Genetics

Applicant Günthard Huldrych Fritz
Number 196906
Funding scheme Special Call on Coronaviruses
Research institution Klinik für Infektionskrankheiten und Spitalhygiene Universitätsspital Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Immunology, Immunopathology
Start/End 01.01.2021 - 31.12.2022
Approved amount 292'904.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Immunology, Immunopathology
Infectious Diseases

Keywords (11)

SARS-CoV-2; COVID-19; HIV; humoral immune response; neutralizing antibodies; binding antibodies; SARS-CoV-2 prevalence; antiretroviral drugs; SARS-CoV-2 reinfection; people living with HIV; course of disease

Lay Summary (German)

Lead
Dieses Projekt untersucht in systematischer Art und Weise wie HIV-infizierte Menschen in der Schweiz von SARS-CoV-2 während der Pandemie betroffen werden, wie die Krankheit bei infizierten verläuft und versucht Faktoren zu definieren, welche den Krankheitsverlauf beeinflussen.
Lay summary
In diesem Projekt werden wir eine systematische Studie der Seroprävalenz von COVID-19 während der Pandemie in der Schweizerischen HIV Kohortenstudie (SHCS) durchführen. Darauf aufbauend werden wir die Determinanten des klinischen Verlaufs und auch den potentiellen präventiven Einfluss gewisser antiretroviraler Therapien basierend auf der extensiven Biobank und der Datensammlung der SHCS bei Menschen die mit HIV leben untersuchen.
Wir werden anti-SARS-CoV-2 Antikörper bestimmen (bindende und neutralisierende) im Plasma von mindestens 2000 Individuen aus der SHCS.
Im Subprojekt A, werden wir bindende und neutralisierende anti-SARS-CoV-2 Antikörper die gegen verschiedene  virale Antigene ausgebildet werden. Zusätzlich werden wir die allfällige Kreuzreaktivität gegenüber den zirkulierenden Coronaviren und gegenüber MERS und SARS Coronaviren bestimmen können. Zusammen mit den schon früher bestimmten äusserst detaillierten anti-HIV-Antikörper Antworten für bindende und neutralisierende Antikörper werden diese Kombinierten Datensätze eine differenzierte Analyse bezüglich der humoralen Immunantwort bei Menschen die mit HIV infiziert sind erlauben. Zusätzlich werden wir demographische und epidemiologische Determinanten der SARS-CoV-2 Serokonversion in der Schweiz untersuchen. Diese Daten werden auch helfen die Effektivität von Impfungen zu verstehen.
Im Subprojekt B, werden wir untersuchen, ob es schützende Effekte gegenüber einer SARS-CoV-2 Infektion durch gewisse antiretrovirale Substanzen geben könnte.
Im Subprojekt C, werden wir die Determinanten des klinischen Verlaufs und der Wahrscheinlichkeit einer Reinfektion bei HIV/SARS-CoV2 positiven Menschen erforschen. Speziell wollen wir hier auch humangenetische Faktoren, HIV spezifische Variablen, Komedikationen und Komorbiditäten im Zusammenhang mit dem Krankheitsverlauf von COVID-19 studieren. 
Zusammenfassend, wird dieses Projekt in repräsentativer Art und Weise zeigen, inwieweit HIV-infizierte Menschen in der Schweiz von SARS-CoV-2 betroffen werden, ob es protektive Faktoren gibt, die vor einer SARS-CoV-2 Infektion schützen, wie der Krankheitsverlauf in Menschen die mit HIV leben verläuft und ob es entscheidende Ko-Faktoren für verschiedene Verläufe gibt. Zusätzlich werden wir generell Erkenntnisse gewinnen, wie die humorale Immunantwort bei HIV-infizierten Menschen erfolgt und inwieweit eine durchgemachte SARS-CoV-2 Infektion vor einer Reinfektion schützt.
Direct link to Lay Summary Last update: 07.01.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Abstract

We propose to conduct a systematic study of seroprevalence, determinants of clinical outcome and potential preventive influence of antiretroviral therapy in people living with HIV (PLWHIV) during the COVID-19 pandemic utilizing the extensive sample and data collection of the Swiss HIV Cohort Study (SHCS). In a large, systematic plasma screen for the presence of anti-SARS-CoV-2 binding and neutralizing antibodies, we will be able to not only assess the seroprevalence of SARS-CoV-2 infection in over 2000 individuals but also elucidate many aspects of COVID-19 epidemiology, pathogenesis, and immunology. The comprehensive patient data that are available within the investigated patient cohorts will empower our study to perform extended systematic analyses that go beyond a mere frequency analysis of antibody responses but will also allow to identify factors associated with severity of disease and disease outcome. Moreover, it will allow us to gain information on future SARS-CoV-2 prevention strategies. Aim A: Defining seroprevalence and characterizing antibody responses against SARS-CoV-2 in the SHCSWe aim to assess the presence of anti- SARS-CoV-2 binding (A1) and neutralizing antibodies (A2) in the Swiss HIV Cohort study (SHCS). We will be able to assess experimentally reactivity against SARS-CoV-2, and cross-reactivity against the circulating coronaviruses (CoVs) and the past SARS and MERS epidemics. Comparing this to the vast experimental data generated for HIV binding and neutralizing antibodies [1-3] will allow for a multilayered understanding of the humoral response to SARS-CoV-2 and HIV in PLHIV. Moreover, with this thoroughly described cohort, we will be able to assess the demographic and epidemiological determinants of SARS-CoV-2 seroconversion within Switzerland. We will further investigate whether binding antibody responses also correlate with neutralization (A2). This will help us define whether binding is a predictor for neutralization and ultimately gain insights into responses relevant for vaccine efficacy. Finally, we will test the association between SARS-CoV-2 and the rich epidemiological, demographic, behavioral, and genetic data in the SHCS and thereby elucidate the drivers of the ongoing SARS-CoV-2 epidemic (A3). Aim B: Are there any protective effects of antiretroviral therapy against SARS-CoV-2?Based on the findings of Aim A we will assess the effect of antiretroviral drug efficacy on SARS-CoV-2 infection probability. This analysis will help us understand whether protease inhibitors do have potential as preexposure prophylaxis in SARS-CoV-2.Aim C: Systematic description of determinants of clinical outcome and reinfection in HIV/SARS-CoV-2 positive patientsWe intend to perform a detailed analysis of possible risk factors for the development and severity of COVID-19 (C1) and for re-infection of SARS-CoV-2-seropositive PLHIV (C2) in the SHCS by analyzing seroconversion and additional factors such as comorbidities, HIV- specific variables, human genetics, and co-medication.
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