Assessment of Neonatal Cord Blood SARS-CoV-2 Antibodies after COVID-19 Vaccination in Pregnancy: A Prospective Cohort Study

Abstract

Introduction Maternally derived antibodies are a key element of neonatal immunity. So far, limited data has shown transplacental transmission of antibodies after coronavirus disease 2019 (COVID-19) vaccination with BNT162b2 in the third trimester. Our aim was to detect vertically transferred immunity after COVID-19 vaccination with BNT162b2 (Comirnaty, BioNTech-Pfizer) or mRNA-1273 (Spikevax, Moderna) in the first, second or third trimester of pregnancy, and investigate the impact of maternal characteristics on umbilical cord antibody titre in newborns after delivery.

Study Design Women who gave birth in our department and were vaccinated against COVID-19 during pregnancy were enrolled in CRONOS Satellite, a subproject of the German COVID-19-Related Obstetric and Neonatal Outcome Study. The titre of immunoglobulin G (IgG) antibodies to the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein was quantified in umbilical cord blood using the SARS-CoV-2 IgG II Quant immunoassay. Correlations between antibody titre and variables, including week of pregnancy when vaccinated, interval between vaccination and delivery, age and body mass index (BMI) were assessed with Spearmanʼs rank correlation. A follow-up was conducted by phone interview 4 – 6 weeks after delivery.

Results The study cohort consisted of 70 women and their 74 newborns. Vaccine-generated antibodies were present in all samples, irrespective of the vaccination type or time of vaccination. None of the parameters of interest showed a meaningful correlation with cord blood antibody concentrations (rho values < 0.5). No adverse outcomes (including foetal malformation) were reported, even after vaccination in the first trimester.

Conclusions Transplacental passage of SARS-CoV-2 antibodies from mother to child was demonstrated in all cases in the present study. It can therefore be assumed that the newborns of mothers vaccinated at any time during pregnancy receive antibodies via the placenta which potentially provide them with protection against COVID-19. This is an additional argument when counselling pregnant women about vaccination in pregnancy.

Zusammenfassung

Einleitung Antikörper, die von der Mutter auf das Kind übetragen werden, sind ein Kernstück der neonatalen Immunität. Bislang gibt es nur wenige Daten, die auf eine diaplazentare Übertragung von durch die Coronavirus-Erkrankung-2019-(COVID-19-)Impfung mit BNT162b2 im 3. Trimenon generierten Antikörpern hinweisen. Ziel unserer Studie war es, die vertikal übertragene Immunität nach der COVID-19-Impfung mit BNT162b2 (Comirnaty, BioNTech-Pfizer) oder mRNA-1273 (Spikevax, Moderna) im 1., 2. oder 3. Trimenon zu ermitteln und die Auswirkungen von mütterlichen Charakteristika auf den Antikörpertiter im Nabelschnurblut von Neugeborenen nach der Geburt zu untersuchen.

Studiendesign Frauen, die in unserer Abteilung entbanden und während ihrer Schwangerschaft gegen COVID-19 geimpft wurden, wurden in CRONOS Satellite, ein Unterprojekt der deutschen COVID-19-Related-Obstetric-and-Neonatal-Outcome-Studie, aufgenommen. Der Titer von Immunglobulin-G-(IgG-)Antikörpern zur rezeptorbindenden Domäne des SARS-CoV-2-Spike-Proteins wurde mithilfe des SARS-CoV-2 IgG II Quant Immunoassays im Nabelschnurblut quantifiziert. Korrelationen zwischen Antikörpertiter und verschiedenen Variablen, darunter die Schwangerschaftswoche zum Zeitpunkt der Impfung, die Zeitspanne zwischen Impfung und Entbindung, das mütterliche Alter und der Body-Mass-Index (BMI), wurden mithilfe der Spearman-Korrelation evaluiert. Eine Nachbeobachtung wurde 4 – 6 Wochen nach der Entbindung per Telefoninterview durchgeführt.

Ergebnisse Die Studienkohorte bestand aus 70 Frauen und ihren 74 neugeborenen Kindern. Die durch die Impfung hervorgerufenen Antikörper fanden sich in allen Blutproben, unabhängig vom Impftypus oder Zeitpunkt der Impfung. Keiner der untersuchten Parameter wies eine aussagekräftige Korrelation mit den Antikörper-Konzentrationen im Nabelschnurblut auf (Rho-Werte < 0,5). Es gab keine unerwünschte Ereignisse (auch keine fötale Fehlbildungen), selbst nach einer Impfung im 1. Trimenon.

Schlussfolgerungen Eine diaplazentare Transmission von SARS-CoV-2-Antikörpern von Mutter zum Kind wurde in dieser Studie in allen Fällen festgestellt. Es kann daher angenommen werden, dass neugeborene Kinder von Müttern, die irgendwann während ihrer Schwangerschaft geimpft wurden, Antikörper durch die Plazenta erhalten, die den Kindern potenziell einen Schutz gegen COVID-19 bieten. Das ist ein weiteres Argument, das während der Beratung von schwangeren Frauen zur Impfung während der Schwangerschaft angeführt werden sollte.

Key words

SARS-CoV-2 vaccine - pregnancy - booster shot - vertical immunity

Schlüsselwörter

SARS-CoV-2-Impfung - Schwangerschaft - Auffrischimpfung - vertikale Immunität

• References

• 1 WHO. WHO coronavirus disease (COVID-19) dashboard. Accessed November 25, 2021 at: https://covid19.who.int/
• 2 Alberca RW, Pereira NZ, Oliveira LMDS. et al. Pregnancy, viral infection, and COVID-19. Front Immunol 2020; 11: 1672
• 3 Zambrano LD, Ellington S, Strid P. et al. Characteristics of symptomatic women of reproductive age with laboratory-confirmed SARS-CoV-2 infection by pregnancy status – United States, January 22. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020; 69: 769-775
• 4 Centers for Disease Control and Prevention. COVID-19 vaccines while pregnant or Breastfeeding; 2021. Accessed November 25, 2021 at: https://www.cdc.gov/voronavirus/2019-ncov/vaccines/recommendations/pregnancy.html
• 5 American College of Obstetricians and Gynecologists. COVID-19 Vaccination Considerations for Obstetric-Gynecological Care; 2021. Accessed November 25, 2021 at: https://www.acog.org/clinical/clinical-guidance/practice-advisory/articles/2020/12/covid-19-vaccination-considerations-for-obstetric-gynecologic-care
• 6 Robert Koch Institute. Was empfiehlt die STIKO zur Impfung gegen COVID-19 von Schwangeren, Stillenden und bei Kinderwunsch?. Accessed November 25, 2021 at: https://www.rki.de/SharedDocs/FAQ/COVID-Impfen/FAQ_Liste_Impfung_Schwangere_Stillende.html
• 7 Pecks U, Schleußner E, Zöllkau J. et al. Booster-Impfung mit mRNA-Impfstoffen gegen das SARS-CoV-2-Virus. Geburtshilfe Frauenheilkd 2022; 82: 130
• 8 Flannery DD, Gouma S, Dhudasia MB. et al. Assessment of Maternal and Neonatal Cord Blood SARS-CoV-2 Antibodies and Placental Transfer Ratios. JAMA Pediatr 2021; 175: 594-600
• 9 Egerup P, Fich Olsen L, Christiansen AH. et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Antibodies at Delivery in Women, Partners, and Newborns. Obstet Gynecol 2021; 137: 49-55
• 10 Kashani-Ligumsky L, Lopian M, Cohen R. et al. Titers of SARS CoV-2 antibodies in cord blood of neonates whose mothers contracted SARS CoV-2 (COVID-19) during pregnancy and in those whose mothers were vaccinated with mRNA to SARS CoV-2 during pregnancy. J Perinatol 2021; 41: 2621-2624
• 11 Enengl S, Pecks U, Oppelt P. et al. Antibody Response and Maternofetal Antibody Transfer in SARS-CoV-2-Positive Pregnant Women: A Multicenter Observational Study. Geburtshilfe Frauenheilkd 2022; 82: 501-509
• 12 Gill L, Jones CW. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Antibodies in Neonatal Cord Blood After Vaccination in Pregnancy. Obstet Gynecol 2021; 137: 894-896
• 13 Soysal A, Bilazer C, Gönüllü E. et al. Cord blood antibody following maternal SARS-CoV-2 inactive vaccine (CoronaVac) administration during the pregnancy. Hum Vaccin Immunother 2021; 17: 3484-3486
• 14 Beharier O, Plitman MR, Raz T. et al. Efficient maternal to neonatal transfer of antibodies against SARS-CoV-2 and BNT162b2 mRNA COVID-19 vaccine. J Clin Invest 2021; 131: e150319
• 15 Pecks U, Kuschel B, Mense L. et al. Pregnancy and SARS-CoV-2 infection in Germany – the CRONOS registry. Dtsch Arztebl Int 2020; 117: 841-842
• 16 Gray KJ, Bordt EA, Atypeo C. et al. Coronavirus disease 2019 vaccine response in pregnant and lactating women: a cohort study. AJOG 2021; 225: 303.E1-303.E17
• 17 Edlow AG, Li JZ, Collier AY. et al. Assessment of Maternal and Neonatal SARS-CoV-2 Viral Load, Transplacental Antibody Transfer, and Placental Pathology in Pregnancies During the COVID-19 Pandemic. JAMA Netw Open 2020; 3: e2030455
• 18 Khoury DS, Cromer D, Reynaldi A. et al. Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection. Nat Med 2021; 27: 1205-1211
• 19 Naaber P, Tserel L, Kangro K. et al. Dynamics of antibody response to BNT162b2 vaccine after six months: a longitudinal prospective study. Lancet Reg Health Eur 2021; 10: 100208
• 20 Centers for Disease Control and Prevention. COVID-19 Vaccines while pregnant or breastfeeding. Accessed November 25, 2021 at: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/vaccines/recommendations/pregnancy.html
• 21 Robert Koch Institute. Pressemitteilung der STIKO zur Auffrischung einer COVID-19-Impfung bei Personen ab 18 Jahren. 18.11.2021. Accessed November 25, 2021 at: https://www.rki.de/DE/Content/Kommissionen/STIKO/Empfehlungen/PM_2021-11-18.html
• 22 German Society of Gynecology and Obstetrics (DGGG). Recommendation for booster vaccination with mRNA vaccines for pregnant and breastfeeding women. Accessed January 30, 2022 at: https://www.dggg.de/presse/pressemitteilungen-und-nachrichten/booster-impfung-mit-mrna-impfstoffen-gegen-das-sars-cov-2-virus
• 23 Dong Y, Mo X, Hu Y. et al. Epidemiology of COVID-19 Among Children in China. Pediatrics 2020; 145: e20200702