Antibodies predating infection Immunological memory after infection with seasonal human coronaviruses (hCoVs) may potentially contribute to cross-protection against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Ng et al. report that in a cohort of 350 SARS-CoV-2–uninfected individuals, a small proportion had circulating immunoglobulin G (IgG) antibodies that could cross-react with the S2 subunit of the SARS-CoV-2 spike protein (see the Perspective by Guthmiller and Wilson). By contrast, COVID-19 patients generated IgA, IgG, and IgM antibodies that recognized both the S1 and S2 subunits. The anti-S2 antibodies from SARS-CoV-2–uninfected patients showed specific neutralizing activity against both SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 S pseudotypes. A much higher percentage of SARS-CoV-2–uninfected children and adolescents were positive for these antibodies compared with adults. This pattern may be due to the fact that children and adolescents generally have higher hCoV infection rates and a more diverse antibody repertoire, which may explain the age distribution of COVID-19 susceptibility. Science , this issue p. 1339 ; see also p. 1272

In several murine models of autoimmune arthritis, Th17 cells are the dominant initiators of inflammation. In human arthritis the majority of IL-17–secreting cells within the joint express a cytokine phenotype intermediate between Th17 and Th1. Here we show that Th17/1 cells from the joints of children with inflammatory arthritis express high levels of both Th17 and Th1 lineage-specific transcription factors, RORC2 and T-bet. Modeling the generation of Th17/1 in vitro, we show that Th17 cells “convert” to Th17/1 under conditions that mimic the disease site, namely low TGFβ and high IL-12 levels, whereas Th1 cells cannot convert to Th17. Th17/1 cells from the inflamed joint share T-cell receptor (TCR) clonality with Th17 cells, suggesting a shared clonal origin between Th17 and Th17/1 cells in arthritis. Using CD161, a lectin-like receptor that is a marker of human Th17, we show synovial Th17 and Th17/1 cells, and unexpectedly, a large proportion of Th1 cells express CD161. We provide evidence to support a Th17 origin for Th1 cells expressing CD161. In vitro, Th17 cells that convert to a Th1 phenotype maintain CD161 expression. In the joint CD161+ Th1 cells share features with Th17 cells, with shared TCR clonality, expression of RORC2 and CCR6 and response to IL-23, although they are IL-17 negative. We propose that the Th17 phenotype may be unstable and that Th17 cells may convert to Th17/1 and Th1 cells in human arthritis. Therefore therapies targeting the induction of Th17 cells could also attenuate Th17/1 and Th1 effector populations within the inflamed joint.

This study investigates the role of CD4(+)CD25(+) regulatory T cells during the clinical course of juvenile idiopathic arthritis (JIA). Persistent oligoarticular JIA (pers-OA JIA) is a subtype of JIA with a relatively benign, self-remitting course while extended oligoarticular JIA (ext-OA JIA) is a subtype with a much less favorable prognosis. Our data show that patients with pers-OA JIA display a significantly higher frequency of CD4(+)CD25(bright) T cells with concomitant higher levels of mRNA FoxP3 in the peripheral blood than ext-OA JIA patients. Furthermore, while numbers of synovial fluid (SF) CD4(+)CD25(bright) T cells were equal in both patient groups, pers-OA JIA patients displayed a higher frequency of CD4(+)CD25(int) T cells and therefore of CD4(+)CD25(total) in the SF than ext-OA JIA patients. Analysis of FoxP3 mRNA levels revealed a high expression in SF CD4(+)CD25(bright) T cells of both patient groups and also significant expression of FoxP3 mRNA in the CD4(+)CD25(int) T cell population. The CD4(+)CD25(bright) cells of both patient groups and the CD4(+)CD25(int) cells of pers-OA JIA patients were able to suppress responses of CD25(neg) cells in vitro. A markedly higher expression of CTLA-4, glucocorticoid-induced TNFR, and HLA-DR on SF CD4(+)CD25(bright) T regulatory (Treg) cells compared with their peripheral counterparts suggests that the CD4(+)CD25(+) Treg cells may undergo maturation in the joint. In correlation with this mature phenotype, the SF CD4(+)CD25(bright) T cells showed an increased regulatory capacity in vitro compared with peripheral blood CD4(+)CD25(bright) T cells. These data suggest that CD4(+)CD25(bright) Treg cells play a role in determining the patient's fate toward either a favorable or unfavorable clinical course of disease.

Anne Hinks and colleagues identify 14 new susceptibility loci for juvenile idiopathic arthritis through targeted analyses of genomic regions implicated in immune function. Their study implicates several pathways, including IL-2 signaling, in the pathogenesis of this common childhood autoimmune disease. We used the Immunochip array to analyze 2,816 individuals with juvenile idiopathic arthritis (JIA), comprising the most common subtypes (oligoarticular and rheumatoid factor–negative polyarticular JIA), and 13,056 controls. We confirmed association of 3 known JIA risk loci (the human leukocyte antigen (HLA) region, PTPN22 and PTPN2) and identified 14 loci reaching genome-wide significance (P < 5 × 10−8) for the first time. Eleven additional new regions showed suggestive evidence of association with JIA (P < 1 × 10−6). Dense mapping of loci along with bioinformatics analysis refined the associations to one gene in each of eight regions, highlighting crucial pathways, including the interleukin (IL)-2 pathway, in JIA disease pathogenesis. The entire Immunochip content, the HLA region and the top 27 loci (P < 1 × 10−6) explain an estimated 18, 13 and 6% of the risk of JIA, respectively. In summary, this is the largest collection of JIA cases investigated so far and provides new insight into the genetic basis of this childhood autoimmune disease.

The differentiation of IL-10-producing regulatory B cells (Bregs) in response to gut-microbiota-derived signals supports the maintenance of tolerance. However, whether microbiota-derived metabolites can modulate Breg suppressive function remains unknown. Here, we demonstrate that rheumatoid arthritis (RA) patients and arthritic mice have a reduction in microbial-derived short-chain fatty acids (SCFAs) compared to healthy controls and that in mice, supplementation with the SCFA butyrate reduces arthritis severity. Butyrate supplementation suppresses arthritis in a Breg-dependent manner by increasing the level of the serotonin-derived metabolite 5-Hydroxyindole-3-acetic acid (5-HIAA), which activates the aryl-hydrocarbon receptor (AhR), a newly discovered transcriptional marker for Breg function. Thus, butyrate supplementation via AhR activation controls a molecular program that supports Breg function while inhibiting germinal center (GC) B cell and plasmablast differentiation. Our study demonstrates that butyrate supplementation may serve as a viable therapy for the amelioration of systemic autoimmune disorders.

Abstract Objective To identify interleukin‐17 (IL‐17)–producing T cells from patients with juvenile idiopathic arthritis (JIA), and investigate their cytokine production, migratory capacity, and relationship to Treg cells at sites of inflammation, as well as to test the hypothesis that IL‐17+ T cell numbers correlate with clinical phenotype in childhood arthritis. Methods Flow cytometry was used to analyze the phenotype, cytokine production, and chemokine receptor expression of IL‐17–producing T cells in peripheral blood and synovial fluid mononuclear cells from 36 children with JIA, in parallel with analysis of forkhead box P3 (FoxP3)–positive Treg cells. Migration of IL‐17+ T cells toward CCL20 was assessed by a Transwell assay. Synovial tissue was analyzed by immunohistochemistry for IL‐17 and IL‐22. Results IL‐17+ T cells were enriched in the joints of children with JIA as compared with the blood of JIA patients ( P = 0.0001) and controls ( P = 0.018) and were demonstrated in synovial tissue. IL‐17+ T cell numbers were higher in patients with extended oligoarthritis, the more severe subtype of JIA, as compared with patients with persistent oligoarthritis, the milder subtype ( P = 0.046). Within the joint, there was an inverse relationship between IL‐17+ T cells and FoxP3+ Treg cells (r = 0.61, P = 0.016). IL‐17+,CD4+ T cells were uniformly CCR6+ and migrated toward CCL20, but synovial IL‐17+ T cells had variable CCR4 expression. A proportion of IL‐17+ synovial T cells produced IL‐22 and interferon‐γ. Conclusion This study is the first to define the frequency and characteristics of “Th17” cells in JIA. We suggest that these highly proinflammatory cells contribute to joint pathology, as indicated by relationships with clinical phenotypes, and that the balance between IL‐17+ T cells and Treg cells may be critical to outcome.

Background: Juvenile idiopathic arthritis (JIA) consists of a heterogeneous group of disorders with, for the most part, an unknown immunopathogenesis. Although onset and disease course differ, the subtypes of JIA share the occurrence of chronic inflammation of the joints, with infiltrations of immunocompetent cells that secrete inflammatory mediators. Objective: To identify a panel of cytokines specifically related to the inflammatory process in JIA. Methods: Using a new technology, the multiplex immunoassay, 30 cytokines were measured in plasma of 65 patients with JIA, of which 34 were paired with synovial fluid. These data were compared with plasma of 20 healthy controls and 9 patients with type I diabetes, a chronic inflammatory disease. Results: Patients with JIA had, irrespective of their subclassification, significantly higher levels of tumour necrosis factor α, macrophage inhibitory factor (MIF), CCL2, CCL3, CCL11, CCL22 and CXCL9 in plasma than controls. In paired plasma and synovial fluid samples of patients with JIA, significantly higher levels of interleukin (IL)6, IL15, CCL2, CCL3, CXCL8, CXCL9 and CXCL10 were present in synovial fluid. Cluster analysis in all patients with JIA revealed a predominant pro-inflammatory cytokine cluster during active disease and a regulatory/anti-inflammatory-related cytokine cluster during remission. Whether a discrimination profile of various cytokines could help in the determination of disease classification was tested. Conclusion: It is suggested that several cytokines (IL18, MIF, CCL2, CCL3, CCL11, CXCL9 and CXCL10) may correspond to the activation status during inflammation in JIA and could be instrumental in monitoring disease activity and outcomes of (new) immunotherapies.

The U.K. 100,000 Genomes Project is in the process of investigating the role of genome sequencing in patients with undiagnosed rare diseases after usual care and the alignment of this research with health care implementation in the U.K. National Health Service. Other parts of this project focus on patients with cancer and infection.

Context

Novel therapies have improved the remission rate in chronic inflammatory disorders including juvenile idiopathic arthritis (JIA). Therefore, strategies of tapering therapy and reliable parameters for detecting subclinical inflammation have now become challenging questions.

Objectives

To analyze whether longer methotrexate treatment during remission of JIA prevents flares after withdrawal of medication and whether specific biomarkers identify patients at risk for flares.

Design, Setting, and Patients

Prospective, open, multicenter, medication-withdrawal randomized clinical trial including 364 patients (median age, 11.0 years) with JIA recruited in 61 centers from 29 countries between February 2005 and June 2006. Patients were included at first confirmation of clinical remission while continuing medication. At the time of therapy withdrawal, levels of the phagocyte activation marker myeloid-related proteins 8 and 14 heterocomplex (MRP8/14) were determined.

Intervention

Patients were randomly assigned to continue with methotrexate therapy for either 6 months (group 1 [n = 183]) or 12 months (group 2 [n = 181]) after induction of disease remission.

Main Outcome Measures

Primary outcome was relapse rate in the 2 treatment groups; secondary outcome was time to relapse. In a prespecified cohort analysis, the prognostic accuracy of MRP8/14 concentrations for the risk of flares was assessed.

Results

Intention-to-treat analysis of the primary outcome revealed relapse within 24 months after the inclusion into the study in 98 of 183 patients (relapse rate, 56.7%) in group 1 and 94 of 181 (55.6%) in group 2. The odds ratio for group 1 vs group 2 was 1.02 (95% CI, 0.82-1.27; P = .86). The median relapse-free interval after inclusion was 21.0 months in group 1 and 23.0 months in group 2. The hazard ratio for group 1 vs group 2 was 1.07 (95% CI, 0.82-1.41; P = .61). Median follow-up duration after inclusion was 34.2 and 34.3 months in groups 1 and 2, respectively. Levels of MRP8/14 during remission were significantly higher in patients who subsequently developed flares (median, 715 [IQR, 320-1 110] ng/mL) compared with patients maintaining stable remission (400 [IQR, 220-800] ng/mL; P = .003). Low MRP8/14 levels indicated a low risk of flares within the next 3 months following the biomarker test (area under the receiver operating characteristic curve, 0.76; 95% CI, 0.62-0.90).

Conclusions

In patients with JIA in remission, a 12-month vs 6-month withdrawal of methotrexate did not reduce the relapse rate. Higher MRP8/14 concentrations were associated with risk of relapse after discontinuing methotrexate.

Trial Registration

isrctn.org Identifier: ISRCTN18186313

Aims The EuroMyositis Registry facilitates collaboration across the idiopathic inflammatory myopathy (IIM) research community. This inaugural report examines pooled Registry data. Methods Cross-sectional analysis of IIM cases from 11 countries was performed. Associations between clinical subtypes, extramuscular involvement, environmental exposures and medications were investigated. Results Of 3067 IIM cases, 69% were female. The most common IIM subtype was dermatomyositis (DM) (31%). Smoking was more frequent in connective tissue disease overlap cases (45%, OR 1.44, 95% CI 1.09 to 1.90, p=0.012). Smoking was associated with interstitial lung disease (ILD) (OR 1.32, 95% CI 1.06 to 1.65, p=0.013), dysphagia (OR 1.43, 95% CI 1.16 to 1.77, p=0.001), malignancy ever (OR 1.78, 95% CI 1.36 to 2.33, p<0.001) and cardiac involvement (OR 2.40, 95% CI 1.60 to 3.60, p<0.001). Dysphagia occurred in 39% and cardiac involvement in 9%; either occurrence was associated with higher Health Assessment Questionnaire (HAQ) scores (adjusted OR 1.79, 95% CI 1.43 to 2.23, p<0.001). HAQ scores were also higher in inclusion body myositis cases (adjusted OR 3.85, 95% CI 2.52 to 5.90, p<0.001). Malignancy (ever) occurred in 13%, most commonly in DM (20%, OR 2.06, 95% CI 1.65 to 2.57, p<0.001). ILD occurred in 30%, most frequently in antisynthetase syndrome (71%, OR 10.7, 95% CI 8.6 to 13.4, p<0.001). Rash characteristics differed between adult-onset and juvenile-onset DM cases (‘V’ sign: 56% DM vs 16% juvenile-DM, OR 0.16, 95% CI 0.07 to 0.36, p<0.001). Glucocorticoids were used in 98% of cases, methotrexate in 71% and azathioprine in 51%. Conclusion This large multicentre cohort demonstrates the importance of extramuscular involvement in patients with IIM, its association with smoking and its influence on disease severity. Our findings emphasise that IIM is a multisystem inflammatory disease and will help inform prognosis and clinical management of patients.