SUMMARY Dysregulated STAT3 signalling is correlated with antibody-mediated autoimmunity and B- cell neoplasia, but its effect on B cells is underexplored. Here we address this in children with STAT3 gain-of-function (GOF) syndrome and in mice with STAT3 T716M , the most common STAT3 GOF syndrome human mutation, or STAT3 K658N , a dimerization interface mutation responsible for STAT3 GOF syndrome in two children. The main B cell consequence of overactive STAT3 was accumulation of CD19 high CD21 low atypical memory B cells in humans and of CD21 low CD23 low B cells in mice resembling age-associated B cells expressing T-bet, CD11c and plasma cell differentiation genes. Overactive STAT3 within B cells increased expression of many genes in the B cell receptor and T cell help pathways, increased the tolerogenic receptor CD22, but opposed B cell tolerance checkpoints and increased formation of T-bet+ B cells upon BCR and CD40 stimulation. These results reveal overactive STAT3 as a central driver of a key class of disease- associated B-lymphocytes in humans and mice.

SUMMARY The association between cancer and autoimmune disease is unexplained, exemplified by T-cell large granular lymphocytic leukemia (T-LGL) where gain-of-function somatic mutations in STAT3 correlate with co-existing autoimmunity. To resolve whether these mutations are the cause or consequence of CD8 clonal expansions and autoimmunity, here we analyse patients with germline STAT3 GOF syndrome and mice with the T-LGL mutation STAT3 K658N or the most common germline mutation, STAT3 T716M . STAT3 GOF mutations drove accumulation of effector CD8 T cell clones highly expressing the NKG2D receptor for MHC-I-related molecules expressed on stressed cells, and the genes for inflammatory/cytotoxic granzymes, perforin, interferon-γ and Ccl5 /Rantes. CD8 cells were essential to lethal disease in Stat3 K658N mice and their accumulation required NKG2D and the receptor for IL-15 and IL-2, IL2RB. These results demonstrate that STAT3 GOF mutations cause effector CD8 T cell oligoclonal accumulation and that these rogue T cells contribute to autoimmune pathology, supporting the hypothesis that somatic mutations in leukemia/lymphoma driver genes contribute to autoimmune disease. IN BRIEF Leukemia and autoimmune-associated STAT3 gain-of-function mutations dysregulate CD8 T cells to cause autoimmune pathology and oligoclonal expansion of cytotoxic killer CD8 T cells, that depend upon NKG2D and IL2RB receptors for signals displayed on stressed, damaged, infected, or mutated tissues.

Background In many countries, infant vaccination with acellular pertussis (aP) vaccines has replaced use of more reactogenic whole-cell pertussis (wP) vaccines. Based on immunological and epidemiological evidence, we hypothesised that substituting the first aP dose in the routine vaccination schedule with wP vaccine might protect against IgE-mediated food allergy. We aimed to compare reactogenicity, immunogenicity, and IgE-mediated responses of a mixed wP/aP primary schedule versus the standard aP-only schedule. Methods and findings OPTIMUM is a Bayesian, 2-stage, double-blind, randomised trial. In stage one, infants were assigned (1:1) to either a first dose of a pentavalent wP combination vaccine (DTwP-Hib-HepB, Pentabio PT Bio Farma, Indonesia) or a hexavalent aP vaccine (DTaP-Hib-HepB-IPV, Infanrix hexa, GlaxoSmithKline, Australia) at approximately 6 weeks old. Subsequently, all infants received the hexavalent aP vaccine at 4 and 6 months old as well as an aP vaccine at 18 months old (DTaP-IPV, Infanrix-IPV, GlaxoSmithKline, Australia). Stage two is ongoing and follows the above randomisation strategy and vaccination schedule. Ahead of ascertainment of the primary clinical outcome of allergist-confirmed IgE-mediated food allergy by 12 months old, here we present the results of secondary immunogenicity, reactogenicity, tetanus toxoid IgE-mediated immune responses, and parental acceptability endpoints. Serum IgG responses to diphtheria, tetanus, and pertussis antigens were measured using a multiplex fluorescent bead-based immunoassay; total and specific IgE were measured in plasma by means of the ImmunoCAP assay (Thermo Fisher Scientific). The immunogenicity of the mixed schedule was defined as being noninferior to that of the aP-only schedule using a noninferiority margin of 2/3 on the ratio of the geometric mean concentrations (GMR) of pertussis toxin (PT)-IgG 1 month after the 6-month aP. Solicited adverse reactions were summarised by study arm and included all children who received the first dose of either wP or aP. Parental acceptance was assessed using a 5-point Likert scale. The primary analyses were based on intention-to-treat (ITT); secondary per-protocol (PP) analyses were also performed. The trial is registered with ANZCTR (ACTRN12617000065392p). Between March 7, 2018 and January 13, 2020, 150 infants were randomised (75 per arm). PT-IgG responses of the mixed schedule were noninferior to the aP-only schedule at approximately 1 month after the 6-month aP dose [GMR = 0·98, 95% credible interval (0·77 to 1·26); probability (GMR > 2/3) > 0·99; ITT analysis]. At 7 months old, the posterior median probability of quantitation for tetanus toxoid IgE was 0·22 (95% credible interval 0·12 to 0·34) in both the mixed schedule group and in the aP-only group. Despite exclusions, the results were consistent in the PP analysis. At 6 weeks old, irritability was the most common systemic solicited reaction reported in wP (65 [88%] of 74) versus aP (59 [82%] of 72) vaccinees. At the same age, severe systemic reactions were reported among 14 (19%) of 74 infants after wP and 8 (11%) of 72 infants after aP. There were 7 SAEs among 5 participants within the first 6 months of follow-up; on blinded assessment, none were deemed to be related to the study vaccines. Parental acceptance of mixed and aP-only schedules was high (71 [97%] of 73 versus 69 [96%] of 72 would agree to have the same schedule again). Conclusions Compared to the aP-only schedule, the mixed schedule evoked noninferior PT-IgG responses, was associated with more severe reactions, but was well accepted by parents. Tetanus toxoid IgE responses did not differ across the study groups. Trial registration Trial registered at the Australian and New Zealand Clinical 207 Trial Registry ( ACTRN12617000065392p ).