Post-acute sequelae of COVID-19 (PASC) represent an emerging global crisis. However, quantifiable risk factors for PASC and their biological associations are poorly resolved. We executed a deep multi-omic, longitudinal investigation of 309 COVID-19 patients from initial diagnosis to convalescence (2-3 months later), integrated with clinical data and patient-reported symptoms. We resolved four PASC-anticipating risk factors at the time of initial COVID-19 diagnosis: type 2 diabetes, SARS-CoV-2 RNAemia, Epstein-Barr virus viremia, and specific auto-antibodies. In patients with gastrointestinal PASC, SARS-CoV-2-specific and CMV-specific CD8+ T cells exhibited unique dynamics during recovery from COVID-19. Analysis of symptom-associated immunological signatures revealed coordinated immunity polarization into four endotypes, exhibiting divergent acute severity and PASC. We find that immunological associations between PASC factors diminish over time, leading to distinct convalescent immune states. Detectability of most PASC factors at COVID-19 diagnosis emphasizes the importance of early disease measurements for understanding emergent chronic conditions and suggests PASC treatment strategies.

We present an integrated analysis of the clinical measurements, immune cells, and plasma multi-omics of 139 COVID-19 patients representing all levels of disease severity, from serial blood draws collected during the first week of infection following diagnosis. We identify a major shift between mild and moderate disease, at which point elevated inflammatory signaling is accompanied by the loss of specific classes of metabolites and metabolic processes. Within this stressed plasma environment at moderate disease, multiple unusual immune cell phenotypes emerge and amplify with increasing disease severity. We condensed over 120,000 immune features into a single axis to capture how different immune cell classes coordinate in response to SARS-CoV-2. This immune-response axis independently aligns with the major plasma composition changes, with clinical metrics of blood clotting, and with the sharp transition between mild and moderate disease. This study suggests that moderate disease may provide the most effective setting for therapeutic intervention.

Toll-like receptors (TLRs) are essential components of the immune response to fungal pathogens. We examined the role of TLR polymorphisms in conferring a risk of invasive aspergillosis among recipients of allogeneic hematopoietic-cell transplants.We analyzed 20 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in the toll-like receptor 2 gene (TLR2), the toll-like receptor 3 gene (TLR3), the toll-like receptor 4 gene (TLR4), and the toll-like receptor 9 gene (TLR9) in a cohort of 336 recipients of hematopoietic-cell transplants and their unrelated donors. The risk of invasive aspergillosis was assessed with the use of multivariate Cox regression analysis. The analysis was replicated in a validation study involving 103 case patients and 263 matched controls who received hematopoietic-cell transplants from related and unrelated donors.In the discovery study, two donor TLR4 haplotypes (S3 and S4) increased the risk of invasive aspergillosis (adjusted hazard ratio for S3, 2.20; 95% confidence interval [CI], 1.14 to 4.25; P=0.02; adjusted hazard ratio for S4, 6.16; 95% CI, 1.97 to 19.26; P=0.002). The haplotype S4 was present in carriers of two SNPs in strong linkage disequilibrium (1063 A/G [D299G] and 1363 C/T [T399I]) that influence TLR4 function. In the validation study, donor haplotype S4 also increased the risk of invasive aspergillosis (adjusted odds ratio, 2.49; 95% CI, 1.15 to 5.41; P=0.02); the association was present in unrelated recipients of hematopoietic-cell transplants (odds ratio, 5.00; 95% CI, 1.04 to 24.01; P=0.04) but not in related recipients (odds ratio, 2.29; 95% CI, 0.93 to 5.68; P=0.07). In the discovery study, seropositivity for cytomegalovirus (CMV) in donors or recipients, donor positivity for S4, or both, as compared with negative results for CMV and S4, were associated with an increase in the 3-year probability of invasive aspergillosis (12% vs. 1%, P=0.02) and death that was not related to relapse (35% vs. 22%, P=0.02).This study suggests an association between the donor TLR4 haplotype S4 and the risk of invasive aspergillosis among recipients of hematopoietic-cell transplants from unrelated donors.

Bystander provision of naloxone is a key modality to reduce opioid overdose-related death. Naloxone training courses are available, but no standardized program exists. As part of a bystander empowerment course, we created and evaluated a brief naloxone training module.