Understanding the epidemiology and clinical course of multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C) and its temporal association with coronavirus disease 2019 (Covid-19) is important, given the clinical and public health implications of the syndrome.

Abstract Chimeric antigen receptor (CAR)–modified T cells with anti-CD19 specificity are a highly effective novel immune therapy for relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia. Cytokine release syndrome (CRS) is the most significant and life-threatening toxicity. To improve understanding of CRS, we measured cytokines and clinical biomarkers in 51 CTL019-treated patients. Peak levels of 24 cytokines, including IFNγ, IL6, sgp130, and sIL6R, in the first month after infusion were highly associated with severe CRS. Using regression modeling, we could accurately predict which patients would develop severe CRS with a signature composed of three cytokines. Results were validated in an independent cohort. Changes in serum biochemical markers, including C-reactive protein and ferritin, were associated with CRS but failed to predict development of severe CRS. These comprehensive profiling data provide novel insights into CRS biology and, importantly, represent the first data that can accurately predict which patients have a high probability of becoming critically ill. Significance: CRS is the most common severe toxicity seen after CAR T-cell treatment. We developed models that can accurately predict which patients are likely to develop severe CRS before they become critically ill, which improves understanding of CRS biology and may guide future cytokine-directed therapy. Cancer Discov; 6(6); 664–79. ©2016 AACR. See related commentary by Rouce and Heslop, p. 579. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 561

Importance

 Refinement of criteria for multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C) may inform efforts to improve health outcomes. 

Objective

 To compare clinical characteristics and outcomes of children and adolescents with MIS-C vs those with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19). 

Setting, Design, and Participants

 Case series of 1116 patients aged younger than 21 years hospitalized between March 15 and October 31, 2020, at 66 US hospitals in 31 states. Final date of follow-up was January 5, 2021. Patients with MIS-C had fever, inflammation, multisystem involvement, and positive severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) reverse transcriptase–polymerase chain reaction (RT-PCR) or antibody test results or recent exposure with no alternate diagnosis. Patients with COVID-19 had positive RT-PCR test results and severe organ system involvement. 

Exposure

 SARS-CoV-2. 

Main Outcomes and Measures

 Presenting symptoms, organ system complications, laboratory biomarkers, interventions, and clinical outcomes. Multivariable regression was used to compute adjusted risk ratios (aRRs) of factors associated with MIS-C vs COVID-19. 

Results

 Of 1116 patients (median age, 9.7 years; 45% female), 539 (48%) were diagnosed with MIS-C and 577 (52%) with COVID-19. Compared with patients with COVID-19, patients with MIS-C were more likely to be 6 to 12 years old (40.8% vs 19.4%; absolute risk difference [RD], 21.4% [95% CI, 16.1%-26.7%]; aRR, 1.51 [95% CI, 1.33-1.72] vs 0-5 years) and non-Hispanic Black (32.3% vs 21.5%; RD, 10.8% [95% CI, 5.6%-16.0%]; aRR, 1.43 [95% CI, 1.17-1.76] vs White). Compared with patients with COVID-19, patients with MIS-C were more likely to have cardiorespiratory involvement (56.0% vs 8.8%; RD, 47.2% [95% CI, 42.4%-52.0%]; aRR, 2.99 [95% CI, 2.55-3.50] vs respiratory involvement), cardiovascular without respiratory involvement (10.6% vs 2.9%; RD, 7.7% [95% CI, 4.7%-10.6%]; aRR, 2.49 [95% CI, 2.05-3.02] vs respiratory involvement), and mucocutaneous without cardiorespiratory involvement (7.1% vs 2.3%; RD, 4.8% [95% CI, 2.3%-7.3%]; aRR, 2.29 [95% CI, 1.84-2.85] vs respiratory involvement). Patients with MIS-C had higher neutrophil to lymphocyte ratio (median, 6.4 vs 2.7,P < .001), higher C-reactive protein level (median, 152 mg/L vs 33 mg/L;P < .001), and lower platelet count (<150 ×10³cells/μL [212/523 {41%} vs 84/486 {17%},P < .001]). A total of 398 patients (73.8%) with MIS-C and 253 (43.8%) with COVID-19 were admitted to the intensive care unit, and 10 (1.9%) with MIS-C and 8 (1.4%) with COVID-19 died during hospitalization. Among patients with MIS-C with reduced left ventricular systolic function (172/503, 34.2%) and coronary artery aneurysm (57/424, 13.4%), an estimated 91.0% (95% CI, 86.0%-94.7%) and 79.1% (95% CI, 67.1%-89.1%), respectively, normalized within 30 days. 

Conclusions and Relevance

 This case series of patients with MIS-C and with COVID-19 identified patterns of clinical presentation and organ system involvement. These patterns may help differentiate between MIS-C and COVID-19.

Key Points Cytokine release syndrome caused by T cell-directed therapies may be driven by abnormal macrophage activation and hemophagocytic syndrome. Cytokine-directed therapy can be effective against life-threatening cytokine release syndrome.

Objectives: The American College of Critical Care Medicine provided 2002 and 2007 guidelines for hemodynamic support of newborn and pediatric septic shock. Provide the 2014 update of the 2007 American College of Critical Care Medicine “Clinical Guidelines for Hemodynamic Support of Neonates and Children with Septic Shock.” Design: Society of Critical Care Medicine members were identified from general solicitation at Society of Critical Care Medicine Educational and Scientific Symposia (2006–2014). The PubMed/Medline/Embase literature (2006–14) was searched by the Society of Critical Care Medicine librarian using the keywords: sepsis, septicemia, septic shock, endotoxemia, persistent pulmonary hypertension, nitric oxide, extracorporeal membrane oxygenation, and American College of Critical Care Medicine guidelines in the newborn and pediatric age groups. Measurements and Main Results: The 2002 and 2007 guidelines were widely disseminated, translated into Spanish and Portuguese, and incorporated into Society of Critical Care Medicine and American Heart Association/Pediatric Advanced Life Support sanctioned recommendations. The review of new literature highlights two tertiary pediatric centers that implemented quality improvement initiatives to improve early septic shock recognition and first-hour compliance to these guidelines. Improved compliance reduced hospital mortality from 4% to 2%. Analysis of Global Sepsis Initiative data in resource rich developed and developing nations further showed improved hospital mortality with compliance to first-hour and stabilization guideline recommendations. Conclusions: The major new recommendation in the 2014 update is consideration of institution—specific use of 1) a “recognition bundle” containing a trigger tool for rapid identification of patients with septic shock, 2) a “resuscitation and stabilization bundle” to help adherence to best practice principles, and 3) a “performance bundle” to identify and overcome perceived barriers to the pursuit of best practice principles.

Delayed antimicrobials are associated with poor outcomes in adult sepsis, but data relating antimicrobial timing to mortality and organ dysfunction in pediatric sepsis are limited. We sought to determine the impact of antimicrobial timing on mortality and organ dysfunction in pediatric patients with severe sepsis or septic shock.Retrospective observational study.PICU at an academic medical center.One hundred thirty patients treated for severe sepsis or septic shock.None.We determined if hourly delays from sepsis recognition to initial and first appropriate antimicrobial administration were associated with PICU mortality (primary outcome); ventilator-free, vasoactive-free, and organ failure-free days; and length of stay. Median time from sepsis recognition to initial antimicrobial administration was 140 minutes (interquartile range, 74-277 min) and to first appropriate antimicrobial was 177 minutes (90-550 min). An escalating risk of mortality was observed with each hour delay from sepsis recognition to antimicrobial administration, although this did not achieve significance until 3 hours. For patients with more than 3-hour delay to initial and first appropriate antimicrobials, the odds ratio for PICU mortality was 3.92 (95% CI, 1.27-12.06) and 3.59 (95% CI, 1.09-11.76), respectively. These associations persisted after adjustment for individual confounders and a propensity score analysis. After controlling for severity of illness, the odds ratio for PICU mortality increased to 4.84 (95% CI, 1.45-16.2) and 4.92 (95% CI, 1.30-18.58) for more than 3-hour delay to initial and first appropriate antimicrobials, respectively. Initial antimicrobial administration more than 3 hours was also associated with fewer organ failure-free days (16 [interquartile range, 1-23] vs 20 [interquartile range, 6-26]; p = 0.04).Delayed antimicrobial therapy was an independent risk factor for mortality and prolonged organ dysfunction in pediatric sepsis.

Objective: Initial success with chimeric antigen receptor–modified T cell therapy for relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia is leading to expanded use through multicenter trials. Cytokine release syndrome, the most severe toxicity, presents a novel critical illness syndrome with limited data regarding diagnosis, prognosis, and therapy. We sought to characterize the timing, severity, and intensive care management of cytokine release syndrome after chimeric antigen receptor–modified T cell therapy. Design: Retrospective cohort study. Setting: Academic children’s hospital. Patients: Thirty-nine subjects with relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia treated with chimeric antigen receptor–modified T cell therapy on a phase I/IIa clinical trial (ClinicalTrials.gov number NCT01626495). Interventions: All subjects received chimeric antigen receptor–modified T cell therapy. Thirteen subjects with cardiovascular dysfunction were treated with the interleukin-6 receptor antibody tocilizumab. Measurements and Main Results: Eighteen subjects (46%) developed grade 3–4 cytokine release syndrome, with prolonged fever (median, 6.5 d), hyperferritinemia (median peak ferritin, 60,214 ng/mL), and organ dysfunction. Fourteen (36%) developed cardiovascular dysfunction treated with vasoactive infusions a median of 5 days after T cell therapy. Six (15%) developed acute respiratory failure treated with invasive mechanical ventilation a median of 6 days after T cell therapy; five met criteria for acute respiratory distress syndrome. Encephalopathy, hepatic, and renal dysfunction manifested later than cardiovascular and respiratory dysfunction. Subjects had a median of 15 organ dysfunction days (interquartile range, 8–20). Treatment with tocilizumab in 13 subjects resulted in rapid defervescence (median, 4 hr) and clinical improvement. Conclusions: Grade 3–4 cytokine release syndrome occurred in 46% of patients following T cell therapy for relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia. Clinicians should be aware of expanding use of this breakthrough therapy and implications for critical care units in cancer centers.

BACKGROUND. Initial reports from the severe acute respiratory coronavirus 2 (SARS–CoV-2) pandemic described children as being less susceptible to coronavirus disease 2019 (COVID-19) than adults. Subsequently, a severe and novel pediatric disorder termed multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C) emerged. We report on unique hematologic and immunologic parameters that distinguish between COVID-19 and MIS-C and provide insight into pathophysiology.

Abstract We present a series of 6 critically ill children with multisystem inflammatory syndrome in children. Key findings of this syndrome include fever, diarrhea, shock, and variable presence of rash, conjunctivitis, extremity edema, and mucous membrane changes.

Importance

 Coronavirus disease 2019 (COVID-19) affects the nervous system in adult patients. The spectrum of neurologic involvement in children and adolescents is unclear. 

Objective

 To understand the range and severity of neurologic involvement among children and adolescents associated with COVID-19. 

Setting, Design, and Participants

 Case series of patients (age <21 years) hospitalized between March 15, 2020, and December 15, 2020, with positive severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 test result (reverse transcriptase-polymerase chain reaction and/or antibody) at 61 US hospitals in the Overcoming COVID-19 public health registry, including 616 (36%) meeting criteria for multisystem inflammatory syndrome in children. Patients with neurologic involvement had acute neurologic signs, symptoms, or diseases on presentation or during hospitalization. Life-threatening involvement was adjudicated by experts based on clinical and/or neuroradiologic features. 

Exposures

 Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. 

Main Outcomes and Measures

 Type and severity of neurologic involvement, laboratory and imaging data, and outcomes (death or survival with new neurologic deficits) at hospital discharge. 

Results

 Of 1695 patients (909 [54%] male; median [interquartile range] age, 9.1 [2.4-15.3] years), 365 (22%) from 52 sites had documented neurologic involvement. Patients with neurologic involvement were more likely to have underlying neurologic disorders (81 of 365 [22%]) compared with those without (113 of 1330 [8%]), but a similar number were previously healthy (195 [53%] vs 723 [54%]) and met criteria for multisystem inflammatory syndrome in children (126 [35%] vs 490 [37%]). Among those with neurologic involvement, 322 (88%) had transient symptoms and survived, and 43 (12%) developed life-threatening conditions clinically adjudicated to be associated with COVID-19, including severe encephalopathy (n = 15; 5 with splenial lesions), stroke (n = 12), central nervous system infection/demyelination (n = 8), Guillain-Barré syndrome/variants (n = 4), and acute fulminant cerebral edema (n = 4). Compared with those without life-threatening conditions (n = 322), those with life-threatening neurologic conditions had higher neutrophil-to-lymphocyte ratios (median, 12.2 vs 4.4) and higher reported frequency of D-dimer greater than 3 μg/mL fibrinogen equivalent units (21 [49%] vs 72 [22%]). Of 43 patients who developed COVID-19–related life-threatening neurologic involvement, 17 survivors (40%) had new neurologic deficits at hospital discharge, and 11 patients (26%) died. 

Conclusions and Relevance

 In this study, many children and adolescents hospitalized for COVID-19 or multisystem inflammatory syndrome in children had neurologic involvement, mostly transient symptoms. A range of life-threatening and fatal neurologic conditions associated with COVID-19 infrequently occurred. Effects on long-term neurodevelopmental outcomes are unknown.