Abstract Background In animals with heteromorphic sex chromosomes, dosage compensation of sex-chromosome genes is thought to be critical for species survival. Diverse molecular mechanisms have evolved to effectively balance the expressed dose of X-linked genes between XX and XY animals, and to balance expression of X and autosomal genes. Dosage compensation is not understood in birds, in which females (ZW) and males (ZZ) differ in the number of Z chromosomes. Results Using microarray analysis, we compared the male:female ratio of expression of sets of Z-linked and autosomal genes in two bird species, zebra finch and chicken, and in two mammalian species, mouse and human. Male:female ratios of expression were significantly higher for Z genes than for autosomal genes in several finch and chicken tissues. In contrast, in mouse and human the male:female ratio of expression of X-linked genes is quite similar to that of autosomal genes, indicating effective dosage compensation even in humans, in which a significant percentage of genes escape X-inactivation. Conclusion Birds represent an unprecedented case in which genes on one sex chromosome are expressed on average at constitutively higher levels in one sex compared with the other. Sex-chromosome dosage compensation is surprisingly ineffective in birds, suggesting that some genomes can do without effective sex-specific sex-chromosome dosage compensation mechanisms.

Summary

Background

 Paediatric acute respiratory distress syndrome (PARDS) is associated with high mortality in children, but until recently no paediatric-specific diagnostic criteria existed. The Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference (PALICC) definition was developed to overcome limitations of the Berlin definition, which was designed and validated for adults. We aimed to determine the incidence and outcomes of children who meet the PALICC definition of PARDS. 

Methods

 In this international, prospective, cross-sectional, observational study, 145 paediatric intensive care units (PICUs) from 27 countries were recruited, and over a continuous 5 day period across 10 weeks all patients were screened for enrolment. Patients were included if they had a new diagnosis of PARDS that met PALICC criteria during the study week. Exclusion criteria included meeting PARDS criteria more than 24 h before screening, cyanotic heart disease, active perinatal lung disease, and preparation or recovery from a cardiac intervention. Data were collected on the PICU characteristics, patient demographics, and elements of PARDS (ie, PARDS risk factors, hypoxaemia severity metrics, type of ventilation), comorbidities, chest imaging, arterial blood gas measurements, and pulse oximetry. The primary outcome was PICU mortality. Secondary outcomes included 90 day mortality, duration of invasive mechanical and non-invasive ventilation, and cause of death. 

Findings

 Between May 9, 2016, and June 16, 2017, during the 10 study weeks, 23 280 patients were admitted to participating PICUs, of whom 744 (3·2%) were identified as having PARDS. 95% (708 of 744) of patients had complete data for analysis, with 17% (121 of 708; 95% CI 14–20) mortality, whereas only 32% (230 of 708) of patients met Berlin criteria with 27% (61 of 230) mortality. Based on hypoxaemia severity at PARDS diagnosis, mortality was similar among those who were non-invasively ventilated and with mild or moderate PARDS (10–15%), but higher for those with severe PARDS (33% [54 of 165; 95% CI 26–41]). 50% (80 of 160) of non-invasively ventilated patients with PARDS were subsequently intubated, with 25% (20 of 80; 95% CI 16–36) mortality. By use of PALICC PARDS definition, severity of PARDS at 6 h after initial diagnosis (area under the curve [AUC] 0·69, 95% CI 0·62–0·76) discriminates PICU mortality better than severity at PARDS diagnosis (AUC 0·64, 0·58–0·71), and outperforms Berlin severity groups at 6 h (0·64, 0·58–0·70; p=0·01). 

Interpretation

 The PALICC definition identified more children as having PARDS than the Berlin definition, and PALICC PARDS severity groupings improved the stratification of mortality risk, particularly when applied 6 h after PARDS diagnosis. The PALICC PARDS framework should be considered for use in future epidemiological and therapeutic research among children with PARDS. 

Funding

 University of Southern California Clinical Translational Science Institute, Sainte Justine Children's Hospital, University of Montreal, Canada, Réseau en Santé Respiratoire du Fonds de Recherche Quebec-Santé, and Children's Hospital Los Angeles, Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine.

Abstract Red blood cells (RBCs) express the nucleic acid-sensing toll-like receptor 9 (TLR9) and bind CpG-containing DNA. However, whether human RBCs express other nucleic acid-sensing TLRs and bind RNA is unknown. Here we show that human RBCs express the RNA sensor, TLR7. TLR7 is present on the red cell membrane and associates with the RBC membrane protein Band 3. RBCs bind synthetic single-stranded RNA and RNA from pathogenic single-stranded RNA viruses. RNA acquisition by RBCs is attenuated by recombinant TLR7 and inhibitory oligonucleotides. Thus, RBCs may represent a previously unrecognized reservoir for RNA, although how RNA-binding by RBCs modulates the immune response has yet to be elucidated. These findings add to the growing list of non-gas exchanging RBC immune functions. Significance Red blood cells interact with pathogens, cytokines, and CpG-containing DNA; however, their immune functions remain largely unexplored. Here, we report that RBCs can bind synthetic or viral RNA and express TLR7. TLR7 interacts with the RBC membrane protein Band 3 and this interaction is increased during acute infection with SARS-CoV-2. Our study suggests that RBCs may have immune functions mediated by viral RNA, and RNA-carrying RBCs can potentially be a reservoir for RNA-based diagnostics.

In the United States (US), racial and socioeconomic disparities have been implicated in pediatric intensive care unit (PICU) admissions and outcomes, with higher rates of critical illness in more deprived areas. The degree to which this persists despite insurance coverage is unknown. We investigated whether disparities exist in PICU admission and mortality according to socioeconomic position and race in children receiving Medicaid.

ABSTRACT Viral lower respiratory tract infection (vLRTI) is a leading cause of hospitalization and death in children worldwide. Despite this, no studies have employed proteomics to characterize host immune responses to severe pediatric vLRTI in both the lower airway and systemic circulation. To address this gap, gain insights into vLRTI pathophysiology, and test a novel diagnostic approach, we assayed 1,305 proteins in tracheal aspirate (TA) and plasma from 62 critically ill children using SomaScan. We performed differential expression (DE) and pathway analyses comparing vLRTI ( n = 40) to controls with non-infectious acute respiratory failure ( n = 22), developed a diagnostic classifier using LASSO regression, and analyzed matched TA and plasma samples. We further investigated the impact of viral load and bacterial coinfection on the proteome. The TA signature of vLRTI was characterized by 200 DE proteins (P adj <0.05) with upregulation of interferons and T cell responses and downregulation of inflammation-modulating proteins including FABP and MIP-5. A nine-protein TA classifier achieved an area under the receiver operator curve (AUC) of 0.96 (95% CI: 0.90–1.00) for identifying vLRTI. In plasma, the host response to vLRTI was more muted with 56 DE proteins. Correlation between TA and plasma was limited, although ISG15 was elevated in both compartments. In bacterial coinfection, we observed increases in the TNF-stimulated protein TSG-6, as well as CRP, and interferon-related proteins. Viral load correlated positively with interferon signaling and negatively with neutrophil-activation pathways. Taken together, our study provides fresh insights into the lower airway and systemic proteome of severe pediatric vLRTI and identifies novel protein biomarkers with diagnostic potential. IMPORTANCE We describe the first proteomic profiling of the lower airway and blood in critically ill children with severe viral lower respiratory tract infection (vLRTI). From tracheal aspirate (TA), we defined a proteomic signature of vLRTI characterized by increased expression of interferon signaling proteins and decreased expression of proteins involved in immune modulation including FABP and MIP-5. Using machine learning, we developed a parsimonious diagnostic classifier that distinguished vLRTI from non-infectious respiratory failure with high accuracy. Comparative analysis of paired TA and plasma specimens demonstrated limited concordance, although the interferon-stimulated protein ISG15 was significantly upregulated with vLRTI in both compartments. We further identified TSG-6 and CRP as airway biomarkers of bacterial-viral coinfection, and viral load analyses demonstrated a positive correlation with interferon-related protein expression and a negative correlation with the expression of neutrophil activation proteins. Taken together, our study provides new insights into the lower airway and systemic proteome of severe pediatric vLRTI.

Napolitano, Natalie PhD, RRT-NPS; Yehya, Nadir MD, MSCE; Keim, Garrett MD, MSCE Author Information