To compare prolonged mechanical ventilation decision-makers' expectations for long-term patient outcomes with prospectively observed outcomes and to characterize important elements of the surrogate-physician interaction surrounding prolonged mechanical ventilation provision. Prolonged mechanical ventilation provision is increasing markedly despite poor patient outcomes. Misunderstanding prognosis in the prolonged mechanical ventilation decision-making process could provide an explanation for this phenomenon.Prospective observational cohort study.Academic medical center.A total of 126 patients receiving prolonged mechanical ventilation.None.Participants were interviewed at the time of tracheostomy placement about their expectations for 1-yr patient survival, functional status, and quality of life. These expectations were then compared with observed 1-yr outcomes measured with validated questionnaires. The 1-yr follow-up was 100%, with the exception of patient death or cognitive inability to complete interviews. At 1 yr, only 11 patients (9%) were alive and independent of major functional status limitations. Most surrogates reported high baseline expectations for 1-yr patient survival (n = 117, 93%), functional status (n = 90, 71%), and quality of life (n = 105, 83%). In contrast, fewer physicians described high expectations for survival (n = 54, 43%), functional status (n = 7, 6%), and quality of life (n = 5, 4%). Surrogate-physician pair concordance in expectations was poor (all kappa = <0.08), as was their accuracy in outcome prediction (range = 23%-44%). Just 33 surrogates (26%) reported that physicians discussed what to expect for patients' likely future survival, general health, and caregiving needs.One-year patient outcomes for prolonged mechanical ventilation patients were significantly worse than expected by patients' surrogates and physicians. Lack of prognostication about outcomes, discordance between surrogates and physicians about potential outcomes, and surrogates' unreasonably optimistic expectations seem to be potentially modifiable deficiencies in surrogate-physician interactions.

Pathogenic COPA variants cause a Mendelian syndrome of immune dysregulation with elevated type I interferon signaling 1,2 . COPA is a subunit of coat protein complex I (COPI) that mediates Golgi to ER transport 3 . Missense mutations that disrupt the COPA WD40 domain impair binding and sorting of proteins targeted for retrieval to the ER but how this causes disease remains unknown 1,4 . Given the importance of COPA in Golgi-ER transport, we speculated that type I interferon signaling in COPA syndrome involves missorting of STING. Here we show that a defect in COPI transport due to mutant COPA causes ligand-independent activation of STING. Furthermore, SURF4 is an adapter molecule that facilitates COPA-mediated retrieval of STING at the Golgi. Activated STING stimulates type I interferon driven inflammation in Copa E241K/+ mice that is rescued in STING-deficient animals. Our results demonstrate that COPA maintains immune homeostasis by regulating STING transport at the Golgi. In addtion, activated STING contributes to immune dysregulation in COPA syndrome and may be a new molecular target in treating the disease.

Chronic lung allograft dysfunction (CLAD) limits survival following lung transplant, but substantial lung damage occurs before diagnosis by traditional methods. We hypothesized that small airway gene expression patterns could identify CLAD risk before spirometric diagnosis and predict subsequent graft failure.

Donor human leukocyte antigen (HLA)-specific antibodies (DSA) and non-HLA antibodies can cause allograft injury, possibly leading to chronic lung allograft dysfunction (CLAD) after lung transplantation (LTx). It remains unclear whether these antibodies are produced locally in the graft or derived solely from circulating plasma cells. We hypothesized that DSA and non-HLA antibodies are produced in CLAD lungs.

Antibody-mediated rejection (AMR) accounts for >50% of kidney allograft losses. AMR is caused by donor-specific antibodies (DSA) against HLA and non-HLA antigens in the glomeruli and the tubulointerstitium, which together with inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor alpha (TNFα) and interferon gamma (IFNɣ), trigger graft injury. Unfortunately, the mechanisms governing cell-specific injury in AMR remain unclear. We studied 30 for-cause kidney biopsies with early AMR, acute cellular rejection or acute tubular necrosis (non-AMR). We laser-captured and microdissected glomeruli and tubulointerstitium, and subjected them to unbiased proteome analysis. 120/2026 glomerular and 180/2399 tubulointerstitial proteins were significantly differentially expressed in AMR vs. non-AMR biopsies (P<0.05). Basement membrane and extracellular matrix (ECM) proteins were significantly decreased in both AMR compartments. We verified decreased glomerular and tubulointerstitial LAMC1 expression, and decreased glomerular NPHS1 and PTPRO expression in AMR. Cathepsin-V (CTSV) was predicted to cleave ECM-proteins in the AMR glomeruli, and CTSL, CTSS and LGMN in the tubulointerstitium. We identified galectin-1, an immunomodulatory protein upregulated in the AMR glomeruli and linked to the ECM. Anti-HLA class-I antibodies significantly increased CTSV expression, and galectin-1 expression and secretion, in human glomerular endothelial cells. Glutathione S-transferase omega-1 (GSTO1), an ECM-modifying enzyme, was significantly increased in the AMR tubulointerstitium, and in TNFα-treated proximal tubular epithelial cells. IFNɣ and TNFα significantly increased CTSS and LGMN expression in these cells. Basement membranes are often remodeled in chronic AMR, and we demonstrated that this remodeling begins early in glomeruli and tubulointerstitium. Targeting ECM-remodeling in AMR may represent a new therapeutic opportunity.

Abstract Purpose Lung transplant (LT) recipients experience episodes of immune-mediated acute lung allograft dysfunction (ALAD). We have applied single-cell RNA sequencing (scRNAseq) to bronchoalveolar lavage (BAL) cells of stable and ALAD patients to determine key cellular elements in dysfunctional lung allografts. Our particular focus here is on studying alveolar macrophages (AMs) as scRNAseq enables us to elucidate their heterogeneity and possible association with ALAD where our knowledge from cytometry-based assays is very limited. Methods Fresh bronchoalveolar lavage (BAL) cells from 6 LT patients, 3 with stable lung function (3044 ± 1519 cells) and 3 undergoing an episode of ALAD (2593 ± 904 cells) were used for scRNAseq. R Bioconductor and Seurat were used to perform QC, dimensionality reduction, annotation, pathway analysis, and trajectory. Donor and recipient deconvolution was performed using single nucleotide variations. Results Our data revealed that AMs are highly heterogeneous (12 transcriptionally distinct subsets in stable). We identified two AM subsets uniquely represented in ALAD. Based on pathway analysis and the top differentially expressed genes in BAL we annotated them as pro-inflammatory interferon-stimulated genes (ISG) and metallothioneins-mediated inflammatory (MT). Pseudotime analysis suggested that ISG AMs represent an earlier stage of differentiation which may suggest them as monocyte drive macrophages. Our functional analysis on an independent set of BAL samples shows that ALAD samples have significantly higher expression of CXCL10, a marker of ISG AM, as we as higher secretion of pro-inflammatory cytokines. Single nucleotide variation calling algorithm has allowed us to identify macrophages of donor origin and demonstrated that donor AMs are lost with time post-transplant. Conclusion Using scRNAseq, we observed AMs heterogeneity and identified specific subsets that may be associated with allograft dysfunction. Further exploration with scRNAseq will shed light on LT immunobiology and the role of AMs in allograft injury and dysfunction.

Abstract Lung transplant (LT) recipients experience episodes of immune-mediated acute lung allograft dysfunction (ALAD). ALAD episodes are a risk factor for chronic lung allograft dysfunction (CLAD), the major cause of death after LT. We have applied single-cell RNA sequencing (scRNAseq) to bronchoalveolar lavage (BAL) cells from stable and ALAD patients and to cells from explanted CLAD lung tissue to determine key cellular elements in dysfunctional lung allografts, with a focus on macrophages. We identified two alveolar macrophage (AM) subsets uniquely represented in ALAD. Using pathway analysis and differentially expressed genes, we annotated these as pro-inflammatory interferon-stimulated gene (ISG) and metallothionein-mediated inflammatory (MT) AMs. Functional analysis of an independent set of AMs in vitro revealed that ALAD AMs exhibited a higher expression of CXCL10, a marker of ISG AMs, and increased secretion of pro-inflammatory cytokines compared to AMs from stable patients. Using publicly available BAL scRNAseq datasets, we found that ISG and MT AMs are associated with more severe inflammation in COVID-19 patients. Analysis of cells from four explanted CLAD lungs revealed similar macrophage populations. Using a single nucleotide variation calling algorithm, we also demonstrated contributions of donor and recipient cells to all AM subsets early post-transplant, with loss of donor-derived cells over time. Our data reveals extensive heterogeneity among lung macrophages after LT and indicates that specific sub-populations may be associated with allograft dysfunction, raising the possibility that these cells may represent important therapeutic targets.