The occurrence of deep-vein thrombosis (DVT) in patients with newly diagnosed multiple myeloma, who were randomly assigned to receive identical induction chemotherapy with or without thalidomide, are reported in this study. The 2 study arms were comparable with respect to key myeloma prognostic factors and known risk factors for DVT. One hundred patients received induction chemotherapy including 4 cycles of continuous infusion of combinations of dexamethasone, vincristine, doxorubicin, cyclophosphamide, etoposide, and cisplatin, and each patient completed at least one induction cycle. DVT developed in 14 of 50 patients (28%) randomly assigned to receive thalidomide but in only 2 of 50 patients (4%) not given the agent (P = .002). All episodes of DVT occurred during the first 3 cycles of induction. Administration of thalidomide was resumed safely in 75% of patients receiving anticoagulation therapy. Thus, thalidomide given in combination with multiagent chemotherapy and dexamethasone is associated with a significantly increased risk of DVT, which appears to be safely treated with anticoagulation and does not necessarily warrant discontinuation of thalidomide.

The optimal timing of vaccination with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccines after cellular therapy is incompletely understood. The objectives of this study are to determine whether humoral and cellular responses after SARS-CoV-2 vaccination differ if initiated <4 months versus 4-12 months after cellular therapy.

High throughput sequencing (HTS) of human T cell receptors has revealed a high level of complexity in the T cell repertoire. In an attempt to correlate T cell reconstitution with clinical outcomes several measures of T cell repertoire complexity have emerged. However, the associations identified are of a broadly statistical nature, not allowing precise modeling of outcomes based on T cell repertoire development in clinical contexts such as following bone marrow transplantation (BMT). Previous work demonstrated that there is an inherent, mathematically definable order observed in the T cell population that is conserved in a diverse group of donors, and which is perturbed in recipients following BMT. Herein, we use a public database of human leukocyte antigen matched related-donor and recipient T cell receptor (TCR) beta sequences to further develop this methodology. TCR beta sequencing from unsorted T cells and sorted T cell subsets isolated from peripheral blood samples from BMT donors and recipients show remarkable conservation and symmetry of VJ segment usage in the clonal frequencies, linked to the organization of the gene segments along the TCR locus. This TCR beta VJ segment translational symmetry is preserved post-transplant, and even in cases of acute GVHD (aGVHD), suggesting that GVHD occurrence represents a polyclonal donor T cell response to recipient antiges. We also observe that the complexity of the repertoire is significantly diminished after BMT and is not restored even years out post-transplant. The results here provide a new method of quantifying and characterizing post-transplant T cell repertoire reconstitution by further analyzing the mathematical rules governing TCR usage in the context of BMT. This approach may allow for a new means to correlate clinical outcomes with the evolving T cell repertoire post-transplant.

The clinical outcome of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (SCT) is strongly influenced from the complications arising during the post-transplant immune restoration and has been well studied and described. However, the metabolic status of the recipient pre-transplant also has the potential to influence this outcome and has never been studied before and has the potential to enable risk stratification with respect to the development of transplant associated complications such as graft vs. host disease (GVHD). In order to better understand this aspect of transplant related complications we investigated the pre-transplantation metabolic signature to assess the possibility of pre-transplant risk stratification. This pilot study was composed of 14 patients undergoing myeloablative conditioning followed by either HLA matched related, unrelated donor, or autologous stem cell transplantation. Blood samples were taken prior to transplant and the plasma was comprehensively characterized with respect to its lipidome and metabolome via LCMS and GCMS. The results indicated a significantly pro-inflammatory metabolic profile in patients who eventually developed Graft vs. Host Disease (GVHD). The data revealed 5 potential pre-transplant biomarkers (1-monopalmitin, diacylglycerol (DG) 38:5, DG 38:6, 2-aminobutyric acid, and fatty acid (FA) 20:1) that demonstrated high sensitivity and specificity towards predicting post-transplant GVHD development. The predictive model developed demonstrated an estimated predictive accuracy of risk stratification of 100%, with an Area under the Curve of the ROC of 0.995 with 100%. The likelihood ratio of 1-monopalmitin (infinity), DG 38:5 (6.0) and DG 38:6 (6.0) also demonstrated that a patient with a positive test result for these biomarkers pre-transplant will likely have very high odds of developing GVHD post-transplant. Collectively the data demonstrates the possibility of using pre-transplant metabolic signature for risk stratification of SCT recipients with respect to development of GVHD.

Hematopoietic cell transplantation (HCT) conditioned using myeloablative conditioning (MAC) is complicated by end organ injury due to endothelial dysfunction and graft versus host disease. Mucositis and oxidant injury results in micronutrient deficiency. Ascorbic acid (AA) levels were measured in 15 patients undergoing HCT conditioned with MAC (11 allogeneic and 4 autologous HCT). Ascorbate levels declined post conditioning to 27.3 (plus-or-minus sign14.1) by day 0 (p <0.05 compared with baseline), reaching a nadir level of 21.5 (plus-or-minus sign13.8) on day 14 (p <0.05) post-transplant. Patients undergoing allogeneic HCT continued to have low AA levels to day 60 post transplant, whereas recipients of autologous HCT recovered plasma AA levels to normal. The role of AA in maintaining endothelial function and hematopoietic as well as T cell recovery is provided, developing the rationale for repletion of vitamin C following HCT.

Background. The large-scale pattern of distribution of genes on the chromosomes in the known animal genomes is not well characterized. We hypothesized that individual genes will be distributed on chromosomes in a mathematically ordered manner across the animal kingdom. Results. Twenty-one animal genomes reported in the NCBI database were examined. Numerically, there was a trend towards increasing overall gene content with increasing size of the genome as reflected by the chromosomal complement. Gene frequency on individual chromosomes in each animal genome was analyzed and demonstrated uniformity of proportions within each animal with respect to both average gene frequency on individual chromosomes and gene distribution across the unique genomes. Further, average gene distribution across animal species followed a relationship whereby it was, approximately, inversely proportional to the square root of the number of chromosomes in the unique animal genomes, consistent with the notion that there is an ordered increase in gene dispersion as the complexity of the genome increased. To further corroborate these findings a derived measure, termed gene spacing on chromosomes correlated with gene frequency and gene distribution. Conclusion. As animal species have evolved, the distribution of their genes on individual chromosomes and within their genomes, when viewed on a large scale is not random, but follows a mathematically ordered process, such that as the complexity of the organism increases, the genes become less densely distributed on the chromosomes and more dispersed across the genome.

The association between human cytomegalovirus (hCMV) reactivation and the development of graft-versus-host-disease (GVHD) has been observed in stem cell transplantation (SCT). Seventy seven SCT donor-recipient pairs (DRP) (HLA matched unrelated donor (MUD), n=50; matched related donor (MRD), n=27) underwent whole exome sequencing to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) generating alloreactive peptide libraries for each DRP (9-mer peptide-HLA complexes); Human CMV CROSS (Cross-Reactive Open Source Sequence) Database was compiled from NCBI; HLA class I binding affinity for each DRPs HLA was calculated by NetMHCpan 2.8 and hCMV- derived 9-mers algorithmically compared to the alloreactive peptide-HLA complex libraries. Short consecutive (6 or greater) amino acid (AA) sequence homology matching hCMV to recipient peptides was considered for HLA-bound-peptide (IC50<500nM) cross reactivity. Of the 70,686 hCMV 9-mers contained within the hCMV CROSS database, 29,658.8 +/- 9038.5 were found to match MRD DRP alloreactive peptides and 52,910.2 +/- 16121.8 matched MUD DRP peptides (Students T-test, p<0.001). In silico analysis revealed multiple high affinity, immunogenic CMV-Human peptide matches (IC50<500 nM) expressed in GVHD-affected tissue-specific manner (proteins expressed at 10 RPKM or greater). hCMV+GVHD was found in 18 patients, 13 developing hCMV viremia before GVHD onset with a subset analysis of 7 instances of hCMV viremia prior to acute GVHD onset (n=3), chronic GVHD (n=2) and acute + chronic GVHD (n=2) indicating cross reactive peptide expression within affected organs. We propose that based on our analysis and preliminary clinical correlations that hCMV immune cross-reactivity may cause antigenic mimicry of human alloreactive peptides triggering GVHD.

Lymphoid recovery following myeloablative stem cell transplantation (SCT) displays a logistic pattern of exponential growth followed by a plateau. Within this logistic framework, lymphoid recovery is characterized by the parameters R (slope of ascent), a (time of maximal rate of ascent) and K (plateau), the steady state lymphocyte count. A retrospective analysis of allogeneic SCT performed from 2008 to 2013 was undertaken to compare lymphoid recovery and clinical outcomes in 131 patients with acute myelogenous leukemia, acute lymphocytic leukemia and myelodysplastic syndromes. Using Prism software, a logistic curve was successfully fit to the absolute lymphocyte count recovery in all patients. Patients were classified according to the magnitude and rate of lymphoid recovery; pattern A achieved an ALC of > 1000/uL by day 45; pattern B an ALC 500 < x < 1000 /uL and pattern C, an ALC <500/uL. Pattern A was characterized by a higher mean K ( p < 0.0001) compared with patterns B & C. Patients with patterns B and C were more likely to have mixed T cell chimerism at ninety days following SCT (p=0.01). There was a trend towards improved survival, (and relapse-free survival) in those with pattern A and B at one year compared to pattern C (p = 0.073). There was no difference in cGVHD (p=0.42) or relapse (p=0.45) between pattern types. CMV, aGVHD and relapse all were heralded by deviation from logistic behavior. Pattern C patients were more likely to require donor lymphocyte infusion (p=0.017). Weaning of Tacrolimus post-transplant was associated with a second, separate logistic expansion in some patients. This study demonstrated that lymphoid reconstitution follows a prototypical logistic recovery and that pattern observed correlates with T cell chimerism and need for DLI, and may influence survival.

The human T cell repertoire is complex and is generated by the rearrangement of variable (V), diversity (D) and joining (J) segments on the T cell receptor (TCR) loci. The T cell repertoire demonstrates self-similarity in terms clonal frequencies when defined by V, D and J gene segment usage; therefore to determine whether the structural ordering of these gene segments on the TCR loci contributes to the observed clonal frequencies, the TCR loci were examined for self-similarity and periodicity in terms of gene segment organization. Logarithmic transformation of numeric sequence order demonstrated that the V and J gene segments for both T cell receptor α (TRA) and β (TRB) loci were arranged in a self-similar manner when the spacing between the adjacent segments was considered as a function of the size of the neighboring gene segment, with an average fractal dimension of ~1.5. The ratio of genomic distance between either the J (in TRA) or D (in TRB) segments and successive V segments on these loci declined logarithmically with a slope of similar magnitude. Accounting for the gene segments occurring on helical DNA molecules in a logarithmic distribution, sine and cosine functions of the log transformed angular coordinates of the start and stop nucleotides of successive TCR gene segments showed an ordered progression from the 5’ to the 3’ end of the locus, supporting a log-periodic organization. T cell clonal frequencies, based on V and J segment usage, from three normal stem cell donors were plotted against the V and J segment on TRB locus and demonstrated a periodic distribution. We hypothesize that this quasi-periodic variation in gene-segment representation in the T cell clonal repertoire may be influenced by the location of the gene segments on the periodic-logarithmically scaled TCR loci. Interactions between the two strands of DNA in the double helix may influence the probability of gene segment usage by means of either constructive or destructive interference resulting from the superposition of the two helices.

Immune reconstitution kinetics and subsequent clinical outcomes in HLA matched recipients of allogeneic stem cell transplantation (SCT) are variable and difficult to predict. Considering SCT as a dynamical system, may allow sequence differences across the exomes of the transplant donors and recipients to be used to simulate an alloreactive T cell response, which may allow better clinical outcome prediction. To accomplish this, whole exome sequencing was performed on 34 HLA matched SCT donor-recipient pairs (DRP), and the nucleotide sequence differences translated to peptides. The binding affinity of the peptides to the relevant HLA in each DRP was determined. The resulting array of peptide-HLA binding affinity values in each patient was considered as an operator modifying a hypothetical T cell repertoire vector, in which each T cell clone proliferates in accordance to the logistic equation of growth. Using an iterating system of matrices, each simulated T cell clone’s growth was calculated with the steady state population being proportional to the magnitude of the binding affinity of the driving HLA-peptide complex. Incorporating competition between T cell clones responding to different HLA-peptide complexes reproduces a number of features of clinically observed T cell clonal repertoire in the simulated repertoire. These include, sigmoidal growth kinetics of individual T cell clones and overall repertoire, Power Law clonal frequency distribution, increase in repertoire complexity over time with increasing clonal diversity and finally, alteration of clonal dominance when a different antigen array is encountered, such as in stem cell transplantation. The simulated, alloreactive T cell repertoire was markedly different in HLA matched DRP. The patterns were differentiated by rate of growth, and steady state magnitude of the simulated T cell repertoire and demonstrate a possible correlation with survival. In conclusion, exome wide sequence differences in DRP may allow simulation of donor alloreactive T cell response to recipient antigens and may provide a quantitative basis for refining donor selection and titration of immunosuppression following SCT.