Interstitial lung diseases are a heterogeneous group of disorders that are poorly understood at a molecular level.1,2 The cause is often unknown, and the histologic diagnoses used in adults may represent different disease processes in children.3–5 For example, cases of desquamative interstitial pneumonitis reported in infants are often more severe and refractory to treatment than those reported in adults.6,7 Many of these cases probably represent chronic pneumonitis of infancy.8,9 The lungs in patients with chronic pneumonitis of infancy are characterized by interstitial thickening with mesenchymal cells, rather than by an inflammatory infiltrate, and an alveolar infiltrate . . .

Sensitive sensing Neonatal care, particularly for premature babies, is complicated by the infants' fragility and by the need for a large number of tethered sensors to be attached to their tiny bodies. Chung et al. developed a pair of sensors that only require water to adhere to the skin and allow for untethered monitoring of key vital signs (see the Perspective by Guinsburg). On-board data processing allowed for efficient wireless near-field communication using standard protocols. The absence of cables makes it easier to handle the infants and allows for skin-to-skin contact between the babies and their parents or caregivers. Science , this issue p. eaau0780 ; see also p. 924

Significance It is increasingly apparent that bacteria in the gut are important determinants of health and disease in humans. However, we know remarkably little about how this organ transitions from a sterile/near-sterile state at birth to one that soon harbors a highly diverse biomass. We show in premature infants a patterned progression of the gut bacterial community that is only minimally influenced by mode of delivery, antibiotics, or feeds. The pace of this progression is most strongly influenced by gestational age, with the microbial population assembling slowest for infants born most prematurely. These data raise the possibility that host biology, more than exogenous factors such as antibiotics, feeds, and route of delivery, drives bacterial populations in the premature newborn infant gut.

Background Gut bacteria might predispose to or protect from necrotising enterocolitis, a severe illness linked to prematurity. In this observational prospective study we aimed to assess whether one or more bacterial taxa in the gut differ between infants who subsequently develop necrotising enterocolitis (cases) and those who do not (controls). Methods We enrolled very low birthweight (1500 g and lower) infants in the primary cohort (St Louis Children's Hospital) between July 7, 2009, and Sept 16, 2013, and in the secondary cohorts (Kosair Children's Hospital and Children's Hospital at Oklahoma University) between Sept 12, 2011 and May 25, 2013. We prospectively collected and then froze stool samples for all infants. Cases were defined as infants whose clinical courses were consistent with necrotising enterocolitis and whose radiographs fulfilled criteria for Bell's stage 2 or 3 necrotising enterocolitis. Control infants (one to four per case; not fixed ratios) with similar gestational ages, birthweight, and birth dates were selected from the population after cases were identified. Using primers specific for bacterial 16S rRNA genes, we amplified and then pyrosequenced faecal DNA from stool samples. With use of Dirichlet multinomial analysis and mixed models to account for repeated measures, we identified host factors, including development of necrotising enterocolitis, associated with gut bacterial populations. Findings We studied 2492 stool samples from 122 infants in the primary cohort, of whom 28 developed necrotising enterocolitis; 94 infants were used as controls. The microbial community structure in case stools differed significantly from those in control stools. These differences emerged only after the first month of age. In mixed models, the time-by-necrotising-enterocolitis interaction was positively associated with Gammaproteobacteria (p=0·0010) and negatively associated with strictly anaerobic bacteria, especially Negativicutes (p=0·0019). We studied 1094 stool samples from 44 infants in the secondary cohorts. 18 infants developed necrotising enterocolitis (cases) and 26 were controls. After combining data from all cohorts (166 infants, 3586 stools, 46 cases of necrotising enterocolitis), there were increased proportions of Gammaproteobacteria (p=0·0011) and lower proportions of both Negativicutes (p=0·0013) and the combined Clostridia–Negativicutes class (p=0·0051) in infants who went on to develop necrotising enterocolitis compared with controls. These associations were strongest in both the primary cohort and the overall cohort for infants born at less than 27 weeks' gestation. Interpretation A relative abundance of Gammaproteobacteria (ie, Gram-negative facultative bacilli) and relative paucity of strict anaerobic bacteria (especially Negativicutes) precede necrotising enterocolitis in very low birthweight infants. These data offer candidate targets for interventions to prevent necrotising enterocolitis, at least among infants born at less than 27 weeks' gestation. Funding National Institutes of Health (NIH), Foundation for the NIH, the Children's Discovery Institute.

Standard clinical care in neonatal and pediatric intensive-care units (NICUs and PICUs, respectively) involves continuous monitoring of vital signs with hard-wired devices that adhere to the skin and, in certain instances, can involve catheter-based pressure sensors inserted into the arteries. These systems entail risks of causing iatrogenic skin injuries, complicating clinical care and impeding skin-to-skin contact between parent and child. Here we present a wireless, non-invasive technology that not only offers measurement equivalency to existing clinical standards for heart rate, respiration rate, temperature and blood oxygenation, but also provides a range of important additional features, as supported by data from pilot clinical studies in both the NICU and PICU. These new modalities include tracking movements and body orientation, quantifying the physiological benefits of skin-to-skin care, capturing acoustic signatures of cardiac activity, recording vocal biomarkers associated with tonality and temporal characteristics of crying and monitoring a reliable surrogate for systolic blood pressure. These platforms have the potential to substantially enhance the quality of neonatal and pediatric critical care. Soft electronic patches worn on the skin of infants or children in intensive-care units have a wide range of capabilities in aiding critical care, including monitoring of hemodynamic parameters, cardiac activity, movement and crying.

Bronchopulmonary dysplasia is the most common morbidity of prematurity, but the validity and utility of commonly used definitions have been questioned.To compare three commonly used definitions of bronchopulmonary dysplasia in a contemporary prospective, multicenter observational cohort of extremely preterm infants.At 36 weeks postmenstrual age, the following definitions of bronchopulmonary dysplasia were applied to surviving infants with and without imputation: need for supplemental oxygen (Shennan definition), National Institutes of Health Workshop definition, and "physiologic" definition after a room-air challenge.Of 765 survivors assessed at 36 weeks, bronchopulmonary dysplasia was diagnosed in 40.8, 58.6, and 32.0% of infants, respectively, with the Shennan, workshop and physiologic definitions. The number of unclassified infants was lowest with the workshop definition (2.1%) and highest with the physiologic definition (16.1%). After assigning infants discharged home in room air before 36 weeks as no bronchopulmonary dysplasia, the modified Shennan definition compared favorably to the workshop definition, with 2.9% unclassified infants. Newer management strategies with nasal cannula flows up to 4 L/min or more and 0.21 FiO2 at 36 weeks obscured classification of bronchopulmonary dysplasia status in 12.4% of infants.Existing definitions of bronchopulmonary dysplasia differ with respect to ease of data collection and number of unclassifiable cases. Contemporary changes in management of infants, such as use of high-flow nasal cannula, limit application of existing definitions and may result in misclassification. A contemporary definition of bronchopulmonary dysplasia that correlates with respiratory morbidity in childhood is needed. Clinical trial registered with www.clinicaltrials.gov (NCT01435187).

Recessive mutations in the ATP-binding cassette transporter A3 (ABCA3) cause lethal neonatal respiratory failure and childhood interstitial lung disease. Most ABCA3 mutations are private.To determine genotype-phenotype correlations for recessive ABCA3 mutations.We reviewed all published and unpublished ABCA3 sequence and phenotype data from our prospective genetic studies of symptomatic infants and children at Washington and Johns Hopkins Universities. Mutations were classified based on their predicted disruption of protein function: frameshift and nonsense mutations were classified as "null," whereas missense, predicted splice site mutations, and insertion/deletions were classified as "other." We compared age of presentation and outcomes for the three genotypes: null/null, null/other, and other/other.We identified 185 infants and children with homozygous or compound heterozygous ABCA3 mutations and lung disease. All of the null/null infants presented with respiratory failure at birth compared with 75% of infants with null/other or other/other genotypes (P = 0.00011). By 1 year of age, all of the null/null infants had died or undergone lung transplantation compared with 62% of the null/other and other/other children (P < 0.0001).Genotype-phenotype correlations exist for homozygous or compound heterozygous mutations in ABCA3. Frameshift or nonsense ABCA3 mutations are predictive of neonatal presentation and poor outcome, whereas missense, splice site, and insertion/deletions are less reliably associated with age of presentation and prognosis. Counseling and clinical decision making should acknowledge these correlations.

Summary The incompletely understood pathogenesis of pulmonary fibrosis (PF) and lack of reliable preclinical disease models have limited development of effective therapies. An emerging literature now implicates alveolar epithelial type 2 cell (AEC2) dysfunction as an initiating pathogenic event in the onset of a variety of PF syndromes, including adult idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) and childhood interstitial lung disease (chILD). However, inability to access primary AEC2s from patients, particularly at early disease stages, has impeded identification of disease-initiating mechanisms. Here we present an in vitro reductionist model system that permits investigation of epithelial-intrinsic events that lead to AEC2 dysfunction over time using patient-derived cells that carry a disease-associated variant, SFTPC I73T , known to be expressed solely in AEC2s. After generating patient-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs) and engineering their gene-edited (corrected) counterparts, we employ directed differentiation to produce pure populations of syngeneic corrected and mutant AEC2s, which we expand >10 15 fold in vitro , providing a renewable source of cells for modeling disease onset. We find that mutant iPSC-derived AEC2s (iAEC2s) accumulate large amounts of misprocessed pro-SFTPC protein which mistrafficks to the plasma membrane, similar to changes observed in vivo in the donor patient’s AEC2s. These changes result in marked reduction in AEC2 progenitor capacity and several downstream perturbations in AEC2 proteostatic and bioenergetic programs, including a late block in autophagic flux, accumulation of dysfunctional mitochondria with consequent time-dependent metabolic reprograming from oxidative phosphorylation to glycolysis, and activation of an NF-κB dependent inflammatory response. Treatment of SFTPC I73T expressing iAEC2s with hydroxychloroquine, a medication commonly prescribed to these patients, results in aggravation of autophagy perturbations and metabolic reprogramming. Thus, iAEC2s provide a patientspecific preclinical platform for modeling the intrinsic epithelial dysfunction associated with the inception of interstitial lung disease.