Morbidity and mortality for critically ill patients with infections remains a global healthcare problem. We aimed to determine whether β-lactam antibiotic dosing in critically ill patients achieves concentrations associated with maximal activity and whether antibiotic concentrations affect patient outcome.This was a prospective, multinational pharmacokinetic point-prevalence study including 8 β-lactam antibiotics. Two blood samples were taken from each patient during a single dosing interval. The primary pharmacokinetic/pharmacodynamic targets were free antibiotic concentrations above the minimum inhibitory concentration (MIC) of the pathogen at both 50% (50% f T>MIC) and 100% (100% f T>MIC) of the dosing interval. We used skewed logistic regression to describe the effect of antibiotic exposure on patient outcome.We included 384 patients (361 evaluable patients) across 68 hospitals. The median age was 61 (interquartile range [IQR], 48-73) years, the median Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II score was 18 (IQR, 14-24), and 65% of patients were male. Of the 248 patients treated for infection, 16% did not achieve 50% f T>MIC and these patients were 32% less likely to have a positive clinical outcome (odds ratio [OR], 0.68; P = .009). Positive clinical outcome was associated with increasing 50% f T>MIC and 100% f T>MIC ratios (OR, 1.02 and 1.56, respectively; P < .03), with significant interaction with sickness severity status.Infected critically ill patients may have adverse outcomes as a result of inadeqaute antibiotic exposure; a paradigm change to more personalized antibiotic dosing may be necessary to improve outcomes for these most seriously ill patients.

Summary

Background

 Invasive pulmonary aspergillosis typically occurs in an immunocompromised host. For almost a century, influenza has been known to set up for bacterial superinfections, but recently patients with severe influenza were also reported to develop invasive pulmonary aspergillosis. We aimed to measure the incidence of invasive pulmonary aspergillosis over several seasons in patients with influenza pneumonia in the intensive care unit (ICU) and to assess whether influenza was an independent risk factor for invasive pulmonary aspergillosis. 

Methods

 We did a retrospective multicentre cohort study. Data were collected from adult patients with severe influenza admitted to seven ICUs across Belgium and The Netherlands during seven influenza seasons. Patients were older than 18 years, were admitted to the ICU for more than 24 h with acute respiratory failure, had pulmonary infiltrates on imaging, and a confirmed influenza infection based on a positive airway PCR test (influenza cohort). We used logistic regression analyses to determine if influenza was independently associated with invasive pulmonary aspergillosis in non-immunocompromised (ie, no European Organization for Research and Treatment of Cancer/Invasive Fungal Infections Cooperative Group and the National Institute of Allergy and Infectious Diseases Mycoses Study Group [EORTC/MSG] host factor) influenza-positive patients (influenza case group) compared with non-immunocompromised patients with severe community-acquired pneumonia who had a negative airway influenza PCR test (control group). 

Findings

 Data were collected from patients admitted to the ICU between Jan 1, 2009, and June 30, 2016. Invasive pulmonary aspergillosis was diagnosed in 83 (19%) of 432 patients admitted with influenza (influenza cohort), a median of 3 days after admission to the ICU. The incidence was similar for influenza A and B. For patients with influenza who were immunocompromised, incidence of invasive pulmonary aspergillosis was as high as 32% (38 of 117 patients), whereas in the non-immunocompromised influenza case group, incidence was 14% (45 of 315 patients). Conversely, only 16 (5%) of 315 patients in the control group developed invasive pulmonary aspergillosis. The 90-day mortality was 51% in patients in the influenza cohort with invasive pulmonary aspergillosis and 28% in the influenza cohort without invasive pulmonary aspergillosis (p=0·0001). In this study, influenza was found to be independently associated with invasive pulmonary aspergillosis (adjusted odds ratio 5·19; 95% CI 2·63–10·26; p<0·0001), along with a higher APACHE II score, male sex, and use of corticosteroids. 

Interpretation

 Influenza was identified as an independent risk factor for invasive pulmonary aspergillosis and is associated with high mortality. Future studies should assess whether a faster diagnosis or antifungal prophylaxis could improve the outcome of influenza-associated aspergillosis. 

Funding

 None.

ABSTRACT How innate and adaptive lung immune responses to SARS-CoV-2 synchronize during COVID-19 pneumonitis and regulate disease severity is poorly established. To address this, we applied single-cell profiling to bronchoalveolar lavages from 44 patients with mild or critical COVID-19 versus non-COVID-19 pneumonia as control. Viral RNA-tracking delineated the infection phenotype to epithelial cells, but positioned mainly neutrophils at the forefront of viral clearance activity during COVID-19. In mild disease, neutrophils could execute their antiviral function in an immunologically ‘controlled’ fashion, regulated by fully-differentiated T-helper-17 (T H17 )-cells, as well as T-helper-1 (T H1 )-cells, CD8 + resident-memory (T RM ) and partially-exhausted (T EX ) T-cells with good effector functions. This was paralleled by ‘orderly’ phagocytic disposal of dead/stressed cells by fully-differentiated macrophages, otherwise characterized by anti-inflammatory and antigen-presenting characteristics, hence facilitating lung tissue repair. In critical disease, CD4 + T H1 - and CD8 + T EX -cells were characterized by inflammation-associated stress and metabolic exhaustion, while CD4 + T H17 - and CD8 + T RM -cells failed to differentiate. Consequently, T-cell effector function was largely impaired thereby possibly facilitating excessive neutrophil-based inflammation. This was accompanied by impaired monocyte-to-macrophage differentiation, with monocytes exhibiting an ATP-purinergic signalling-inflammasome footprint, thereby enabling COVID-19 associated fibrosis and worsening disease severity. Our work represents a major resource for understanding the lung-localised immunity and inflammation landscape during COVID-19.

Abstract Patients with autoimmune polyendocrinopathy syndrome type 1 (APS-1) caused by autosomal recessive AIRE deficiency produce autoantibodies that neutralize type I interferons (IFNs) 1,2 , conferring a predisposition to life-threatening COVID-19 pneumonia 3 . Here we report that patients with autosomal recessive NIK or RELB deficiency, or a specific type of autosomal-dominant NF-κB2 deficiency, also have neutralizing autoantibodies against type I IFNs and are at higher risk of getting life-threatening COVID-19 pneumonia. In patients with autosomal-dominant NF-κB2 deficiency, these autoantibodies are found only in individuals who are heterozygous for variants associated with both transcription (p52 activity) loss of function (LOF) due to impaired p100 processing to generate p52, and regulatory (IκBδ activity) gain of function (GOF) due to the accumulation of unprocessed p100, therefore increasing the inhibitory activity of IκBδ (hereafter, p52 LOF /IκBδ GOF ). By contrast, neutralizing autoantibodies against type I IFNs are not found in individuals who are heterozygous for NFKB2 variants causing haploinsufficiency of p100 and p52 (hereafter, p52 LOF /IκBδ LOF ) or gain-of-function of p52 (hereafter, p52 GOF /IκBδ LOF ). In contrast to patients with APS-1, patients with disorders of NIK, RELB or NF-κB2 have very few tissue-specific autoantibodies. However, their thymuses have an abnormal structure, with few AIRE-expressing medullary thymic epithelial cells. Human inborn errors of the alternative NF-κB pathway impair the development of AIRE-expressing medullary thymic epithelial cells, thereby underlying the production of autoantibodies against type I IFNs and predisposition to viral diseases.

Human herpesviruses, particularly cytomegalovirus (CMV) and herpes simplex virus (HSV), frequently reactivate in critically ill patients, including those with acute respiratory distress syndrome (ARDS) related to coronavirus disease 2019 (COVID-19). The clinical interpretation of pulmonary herpesvirus reactivation is challenging and there is ongoing debate about its association with mortality and benefit of antiviral medication. We aimed to quantify the incidence and pathogenicity of pulmonary CMV and HSV reactivations in critically ill COVID-19 patients.

The influence of the lung bacterial microbiome, including potential pathogens, in patients with influenza- or COVID-19-associated pulmonary aspergillosis (IAPA or CAPA) is yet to be explored.

Abstract Background Posaconazole is used for the prophylaxis and treatment of invasive fungal infections in critically ill patients. Standard dosing was shown to result in adequate attainment of the prophylaxis Cmin target (0.7 mg/L) but not of the treatment Cmin target (1.0 mg/L). Objectives To provide an optimized posaconazole dosing regimen for IV treatment of patients with invasive pulmonary aspergillosis in the ICU. Methods A population pharmacokinetics (popPK) model was developed using data from the POSA-FLU PK substudy (NCT03378479). Monte Carlo simulations were performed to assess treatment Cmin and AUC0–24 PTA. PTA ≥90% was deemed clinically acceptable. PopPK modelling and simulation were performed using NONMEM 7.5. Results Thirty-one patients with intensive PK sampling were included in the PK substudy, contributing 532 posaconazole plasma concentrations. The popPK of IV posaconazole was best described by a two-compartment model with linear elimination. Interindividual variability was estimated on clearance and volume of distribution in central and peripheral compartments. Posaconazole peripheral volume of distribution increased with bodyweight. An optimized loading regimen of 300 mg q12h and 300 mg q8h in the first two treatment days achieved acceptable PTA by Day 3 in patients &lt;100 kg and ≥100 kg, respectively. A maintenance regimen of 400 mg q24h ensured ≥90% Cmin PTA, whereas the standard 300 mg q24h was sufficient to achieve the AUC0–24 target throughout 14 days, irrespective of bodyweight. Conclusions We have defined a convenient, optimized IV posaconazole dosing regimen that was predicted to attain the treatment target in critically ill patients with invasive aspergillosis.

The World Health Organization (WHO)'s Research and Development (R&D) Blueprint for Action to Prevent Epidemics, a plan of action, highlighted several infectious diseases as crucial targets for prevention. These infections were selected based on a thorough assessment of factors such as transmissibility, infectivity, severity, and evolutionary potential. In line with this blueprint, the VACCELERATE Site Network approached infectious disease experts to rank the diseases listed in the WHO R&D Blueprint according to their perceived risk of triggering a pandemic. VACCELERATE is an EU-funded collaborative European network of clinical trial sites, established to respond to emerging pandemics and enhance vaccine development capabilities.Between February and June 2023, a survey was conducted using an online form to collect data from members of the VACCELERATE Site Network and infectious disease experts worldwide. Participants were asked to rank various pathogens based on their perceived risk of causing a pandemic, including those listed in the WHO R&D Blueprint and additional pathogens.A total of 187 responses were obtained from infectious disease experts representing 57 countries, with Germany, Spain, and Italy providing the highest number of replies. Influenza viruses received the highest rankings among the pathogens, with 79 % of participants including them in their top rankings. Disease X, SARS-CoV-2, SARS-CoV, and Ebola virus were also ranked highly. Hantavirus, Lassa virus, Nipah virus, and henipavirus were among the bottom-ranked pathogens in terms of pandemic potential.Influenza, SARS-CoV, SARS-CoV-2, and Ebola virus were found to be the most concerning pathogens with pandemic potential, characterised by transmissibility through respiratory droplets and a reported history of epidemic or pandemic outbreaks.

Abstract Patients with severe COVID-19 develop acute respiratory distress syndrome (ARDS) that may progress to cytokine storm syndrome, organ dysfunction, and death. Considering that complement component 5a (C5a), through its cellular receptor C5aR1, has potent proinflammatory actions, and plays immunopathological roles in inflammatory diseases, we investigated whether C5a/C5aR1 pathway could be involved in COVID-19 pathophysiology. C5a/C5aR1 signaling increased locally in the lung, especially in neutrophils of critically ill COVID-19 patients compared to patients with influenza infection, as well as in the lung tissue of K18-hACE2 Tg mice (Tg mice) infected with SARS-CoV-2. Genetic and pharmacological inhibition of C5aR1 signaling ameliorated lung immunopathology in Tg-infected mice. Mechanistically, we found that C5aR1 signaling drives neutrophil extracellular trap (NET)s-dependent immunopathology. These data confirm the immunopathological role of C5a/C5aR1 signaling in COVID-19 and indicate that antagonist of C5aR1 could be useful for COVID-19 treatment.