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2. Immune Alterations in a Patient with SARS-CoV-2-Related Acute Respiratory Distress Syndrome
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Mathieu Surenaud, Etienne de Montmollin, Yves Levy, Boris P. Hejblum, Rodolphe Thiébaut, Paul-Henri Wicky, Emile Foucat, Juliette Patrier, Lila Bouadma, Jean-Luc Diehl, Jean-François Timsit, Aurélie Wiedemann, Christine Lacabaratz, Fabrice Sinnah, AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris], Vaccine Research Institute (VRI), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Statistics In System biology and Translational Medicine (SISTM), Epidémiologie et Biostatistique [Bordeaux], Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Bordeaux population health (BPH), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), This work was financially supported by the Investissements d’Avenir program, Vaccine Research Institute (VRI), managed by the ANR under reference ANR-10-LABX-77-01., Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)- Bordeaux population health (BPH), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Epidémiologie et Biostatistique [Bordeaux], Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Université de Bordeaux (UB), Institut Mondor de Recherche Biomédicale (IMRB), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IFR10-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Infection, Anti-microbiens, Modélisation, Evolution (IAME (UMR_S_1137 / U1137)), Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Université Sorbonne Paris Nord, Groupe Henri Mondor-Albert Chenevier, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Henri Mondor-Hôpital Albert Chenevier, and Hejblum, Boris
- Subjects
Male ,0301 basic medicine ,Lymphocyte Activation ,[SDV.MHEP.PSR]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract ,[SDV.IMM.II]Life Sciences [q-bio]/Immunology/Innate immunity ,Severity of Illness Index ,Fatal Outcome ,0302 clinical medicine ,[STAT.AP] Statistics [stat]/Applications [stat.AP] ,[SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,Immunology and Allergy ,Longitudinal Studies ,Prospective Studies ,Aged, 80 and over ,[SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases ,Respiratory Distress Syndrome ,[STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP] ,SISTM ,3. Good health ,Cytokine release syndrome ,medicine.anatomical_structure ,[SDV.IMM.IA]Life Sciences [q-bio]/Immunology/Adaptive immunology ,030220 oncology & carcinogenesis ,[SDV.IMM]Life Sciences [q-bio]/Immunology ,Original Article ,France ,Coronavirus Infections ,Cytokine Release Syndrome ,Senescence ,[SDV.IMM] Life Sciences [q-bio]/Immunology ,Multiple Organ Failure ,T cell ,Pneumonia, Viral ,Immunology ,T cells ,Endothelial activation ,Betacoronavirus ,immune dysfunction ,03 medical and health sciences ,Th2 Cells ,Immune system ,medicine ,Humans ,Pandemics ,Lung ,SARS-CoV-2 ,business.industry ,COVID-19 ,Th1 Cells ,medicine.disease ,cytokines ,030104 developmental biology ,[SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie ,Apoptosis ,[SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie ,business ,Cytokine storm ,T-Lymphocytes, Cytotoxic - Abstract
We report a longitudinal analysis of the immune response associated with a fatal case of COVID-19 in Europe. This patient exhibited a rapid evolution towards multiorgan failure. SARS-CoV-2 was detected in multiple nasopharyngeal, blood, and pleural samples, despite antiviral and immunomodulator treatment. Clinical evolution in the blood was marked by an increase (2–3-fold) in differentiated effector T cells expressing exhaustion (PD-1) and senescence (CD57) markers, an expansion of antibody-secreting cells, a 15-fold increase in γδ T cell and proliferating NK-cell populations, and the total disappearance of monocytes, suggesting lung trafficking. In the serum, waves of a pro-inflammatory cytokine storm, Th1 and Th2 activation, and markers of T cell exhaustion, apoptosis, cell cytotoxicity, and endothelial activation were observed until the fatal outcome. This case underscores the need for well-designed studies to investigate complementary approaches to control viral replication, the source of the hyperinflammatory status, and immunomodulation to target the pathophysiological response. The investigation was conducted as part of an overall French clinical cohort assessing patients with COVID-19 and registered in clinicaltrials.gov under the following number: NCT04262921.
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- 2020
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