Early immune markers of clinical, virological, and immunological outcomes in patients with COVID-19: a multi-omics study
Notice bibliographique
Résumé
Background: The great majority of severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infections are mild and uncomplicated, but some individuals with initially mild COVID-19 progressively develop more severe symptoms. Furthermore, there is substantial heterogeneity in SARS-CoV-2-specific memory immune responses following infection. There remains a critical need to identify host immune biomarkers predictive of clinical and immunological outcomes in SARS-CoV-2-infected patients. Methods: Leveraging longitudinal samples and data from a clinical trial (N=108) in SARS-CoV-2-infected outpatients, we used host proteomics and transcriptomics to characterize the trajectory of the immune response in COVID-19 patients. We characterized the association between early immune markers and subsequent disease progression, control of viral shedding, and SARS-CoV-2-specific T cell and antibody responses measured up to 7 months after enrollment. We further compared associations between early immune markers and subsequent T cell and antibody responses following natural infection with those following mRNA vaccination. We developed machine-learning models to predict patient outcomes and validated the predictive model using data from 54 individuals enrolled in an independent clinical trial. Results: We identify early immune signatures, including plasma RIG-I levels, early IFN signaling, and related cytokines (CXCL10, MCP1, MCP-2, and MCP-3) associated with subsequent disease progression, control of viral shedding, and the SARS-CoV-2-specific T cell and antibody response measured up to 7 months after enrollment. We found that several biomarkers for immunological outcomes are shared between individuals receiving BNT162b2 (Pfizer-BioNTech) vaccine and COVID-19 patients. Finally, we demonstrate that machine-learning models using 2-7 plasma protein markers measured early within the course of infection are able to accurately predict disease progression, T cell memory, and the antibody response post-infection in a second, independent dataset. Conclusions: Early immune signatures following infection can accurately predict clinical and immunological outcomes in outpatients with COVID-19 using validated machine-learning models. Funding: Support for the study was provided from National Institute of Health/National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID) (U01 AI150741-01S1 and T32-AI052073), the Stanford's Innovative Medicines Accelerator, National Institutes of Health/National Institute on Drug Abuse (NIH/NIDA) DP1DA046089, and anonymous donors to Stanford University. Peginterferon lambda provided by Eiger BioPharmaceuticals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».