Asthma exacerbations are a major contributor to the global disease burden, but no significant predictive biomarkers are known. The Genomics and Metagenomics of Asthma Severity (GEMAS) study aims to assess the role of genomics and the microbiome in severe asthma exacerbations. Here, we present the design of GEMAS and the characteristics of patients recruited from March 2018 to March 2020. Different biological samples and demographic and clinical variables were collected from asthma patients recruited by allergy and pulmonary medicine units in several hospitals from Spain. Cases and controls were defined by the presence/absence of severe asthma exacerbations in the past year (oral corticosteroid use, emergency room visits, and/or asthma-related hospitalizations). A total of 137 cases and 120 controls were recruited. After stratifying by recruitment location (i.e., Canary Islands and Basque Country), cases and controls did not differ for most demographic and clinical variables (p > 0.05). However, cases showed a higher proportion of characteristics inherent to asthma exacerbations (impaired lung function, severe disease, uncontrolled asthma, gastroesophageal reflux, and use of asthma medications) compared to controls (p < 0.05). Similar results were found after stratification by recruitment unit. Thereby, asthma patients enrolled in GEMAS are balanced for potential confounders and have clinical characteristics that support the phenotype definition. GEMAS will improve the knowledge of potential biomarkers of asthma exacerbations.

Background: Worldwide outbreaks of enterovirus D68 (EV-D68) in 2014 and 2016 have caused serious respiratory and neurological disease. Methods: We collected samples from several European countries during the 2018 outbreak and determined 53 near full-length genome ('whole genome') sequences. These sequences were combined with 718 whole genome and 1,987 VP1-gene publicly available sequences. Findings: In 2018, circulating strains clustered into multiple subgroups in the B3 and A2 subclades, with different phylogenetic origins. Clusters in subclade B3 emerged from strains circulating primarily in the US and Europe in 2016, though some had deeper roots linking to Asian strains, while clusters in A2 traced back to strains detected in East Asia in 2015-2016. In 2018, all sequences from the USA formed a distinct subgroup, containing only three non-US samples. Alongside the varied origins of seasonal strains, we found that diversification of these variants begins up to 18 months prior to the first diagnostic detection during a EV-D68 season. EV-D68 displays strong signs of continuous antigenic evolution and all 2018 A2 strains had novel patterns in the putative neutralizing epitopes in the BC- and DE-loops. The pattern in the BC-loop of the USA B3 subgroup had not been detected on that continent before. Patients with EV-D68 in subclade A2 were significantly older than patients with a B3 subclade virus. In contrast to other subclades, the age distribution of A2 is distinctly bimodal and was found primarily among children and in the elderly. Interpretation: We hypothesize that EV-D68's rapid evolution of surface proteins, extensive diversity, and high rate of geographic mixing could be explained by substantial reinfection of adults.

The frequency of mitochondrial DNA haplogroups (mtDNA-HG) in humans is known to be shaped by migration and repopulation. Mounting evidence indicates that mtDNA-HG are not phenotypically neutral, and selection may contribute to its distribution. Haplogroup H, the most abundant in Europe, improved survival in sepsis. Here we developed a random forest trained model for mitochondrial haplogroup calling using data procured from GWAS arrays. Our results reveal that in the context of the SARS-CoV-2 pandemic, HV branch were found to represent protective factors against the development of critical SARS-CoV-2 in an analysis of 14,349 patients. These results highlight the role of mtDNA in the response to infectious diseases and support the proposal that its expansion and population proportion has been influenced by selection through successive pandemics. Genetic and Structural analysis of COVID patients cohort reveals a correlation between mitochondrial haplogroup and SARS-CoV-2 severity.