The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has caused an unprecedented global social and economic impact, and high numbers of deaths. Many risk factors have been identified in the progression of COVID-19 into a severe and critical stage, including old age, male gender, underlying comorbidities such as hypertension, diabetes, obesity, chronic lung diseases, heart, liver and kidney diseases, tumors, clinically apparent immunodeficiencies, local immunodeficiencies, such as early type I interferon secretion capacity, and pregnancy. Possible complications include acute kidney injury, coagulation disorders, thoromboembolism. The development of lymphopenia and eosinopenia are laboratory indicators of COVID-19. Laboratory parameters to monitor disease progression include lactate dehydrogenase, procalcitonin, high-sensitivity C-reactive protein, proinflammatory cytokines such as interleukin (IL)-6, IL-1β, Krebs von den Lungen-6 (KL-6), and ferritin. The development of a cytokine storm and extensive chest computed tomography imaging patterns are indicators of a severe disease. In addition, socioeconomic status, diet, lifestyle, geographical differences, ethnicity, exposed viral load, day of initiation of treatment, and quality of health care have been reported to influence individual outcomes. In this review, we highlight the scientific evidence on the risk factors of severity of COVID-19.

As a zoonotic disease that has already spread globally to several million human beings and possibly to domestic and wild animals, eradication of coronavirus disease 2019 (COVID-19) appears practically impossible. There is a pressing need to improve our understanding of the immunology of this disease to contain the pandemic by developing vaccines and medicines for the prevention and treatment of patients. In this review, we aim to improve our understanding on the immune response and immunopathological changes in patients linked to deteriorating clinical conditions such as cytokine storm, acute respiratory distress syndrome, autopsy findings and changes in acute-phase reactants, and serum biochemistry in COVID-19. Similar to many other viral infections, asymptomatic disease is present in a significant but currently unknown fraction of the affected individuals. In the majority of the patients, a 1-week, self-limiting viral respiratory disease typically occurs, which ends with the development of neutralizing antiviral T cell and antibody immunity. The IgM-, IgA-, and IgG-type virus-specific antibodies levels are important measurements to predict population immunity against this disease and whether cross-reactivity with other coronaviruses is taking place. High viral load during the first infection and repeated exposure to virus especially in healthcare workers can be an important factor for severity of disease. It should be noted that many aspects of severe patients are unique to COVID-19 and are rarely observed in other respiratory viral infections, such as severe lymphopenia and eosinopenia, extensive pneumonia and lung tissue damage, a cytokine storm leading to acute respiratory distress syndrome, and multiorgan failure. Lymphopenia causes a defect in antiviral and immune regulatory immunity. At the same time, a cytokine storm starts with extensive activation of cytokine-secreting cells with innate and adaptive immune mechanisms both of which contribute to a poor prognosis. Elevated levels of acute-phase reactants and lymphopenia are early predictors of high disease severity. Prevention of development to severe disease, cytokine storm, acute respiratory distress syndrome, and novel approaches to prevent their development will be main routes for future research areas. As we learn to live amidst the virus, understanding the immunology of the disease can assist in containing the pandemic and in developing vaccines and medicines to prevent and treat individual patients.

Immunotherapy with checkpoint inhibitors targeting the PD-1 (programmed cell death 1) axis has brought notable progress in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) and other cancers. However, autoimmune toxic effects are frequent and poorly understood, making it important to understand the pathophysiologic processes of autoimmune adverse effects induced by checkpoint inhibitor therapy.To gain mechanistic insight into autoimmune skin toxic effects induced by anti-PD-1 treatment in patients with non-small cell lung cancer.This prospective cohort study was conducted from July 1, 2016, to December 31, 2018. Patients (n = 73) with non-small cell lung cancer who received anti-PD-1 therapy (nivolumab or pembrolizumab) were recruited from 4 different centers in Switzerland (Kantonsspital St Gallen, Spital Grabs, Spital Wil, and Spital Flawil). Peripheral blood mononuclear cells, tumor biopsy specimens and biopsies from sites of autoimmune skin toxic effects were collected over a 2-year period, with patient follow-up after 1 year.Response to treatment, overall survival, progression-free survival, and development of autoimmune toxic effects (based on standard laboratory values and clinical examinations).Of the cohort of 73 patients with NSCLC (mean [SD] age, 68.1 [8.9] years; 44 [60%] men), 25 (34.2% [95% CI, 24.4%-45.7%]) developed autoimmune skin toxic effects, which were more frequent in patients with complete remission or partial remission (68.2% [95% CI, 47.3%-83.6%]) than those with progressive or stable disease (19.6% [95% CI, 11.0%-32.5%]) (χ2 = 14.02, P < .001). Nine T-cell antigens shared between tumor tissue and skin were identified. These antigens were able to stimulate CD8+ and CD4+ T cells in vitro. Several of the antigen-specific T cells found in blood samples were also present in autoimmune skin lesions and lung tumors of patients who responded to anti-PD-1 therapy.These findings highlight a potential mechanism of checkpoint inhibitor-mediated autoimmune toxic effects and describe the association between toxic effects and response to therapy; such an understanding will help in controlling adverse effects, deciphering new cancer antigens, and further improving immunotherapy.

With the worldwide spread of the novel severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) resulting in declaration of a pandemic by the World Health Organization (WHO) on March 11, 2020, the SARS-CoV-2-induced coronavirus disease-19 (COVID-19) has become one of the main challenges of our times. The high infection rate and the severe disease course led to major safety and social restriction measures worldwide. There is an urgent need of unbiased expert knowledge guiding the development of efficient treatment and prevention strategies. This report summarizes current immunological data on mechanisms associated with the SARS-CoV-2 infection and COVID-19 development and progression to the most severe forms. We characterize the differences between adequate innate and adaptive immune response in mild disease and the deep immune dysfunction in the severe multiorgan disease. The similarities of the human immune response to SARS-CoV-2 and the SARS-CoV and MERS-CoV are underlined. We also summarize known and potential SARS-CoV-2 receptors on epithelial barriers, immune cells, endothelium and clinically involved organs such as lung, gut, kidney, cardiovascular, and neuronal system. Finally, we discuss the known and potential mechanisms underlying the involvement of comorbidities, gender, and age in development of COVID-19. Consequently, we highlight the knowledge gaps and urgent research requirements to provide a quick roadmap for ongoing and needed COVID-19 studies.

Abstract In December 2019, China reported the first cases of the coronavirus disease 2019 (COVID‐19). This disease, caused by the severe acute respiratory syndrome–related coronavirus 2 (SARS‐CoV‐2), has developed into a pandemic. To date, it has resulted in ~9 million confirmed cases and caused almost 500 000 related deaths worldwide. Unequivocally, the COVID‐19 pandemic is the gravest health and socioeconomic crisis of our time. In this context, numerous questions have emerged in demand of basic scientific information and evidence‐based medical advice on SARS‐CoV‐2 and COVID‐19. Although the majority of the patients show a very mild, self‐limiting viral respiratory disease, many clinical manifestations in severe patients are unique to COVID‐19, such as severe lymphopenia and eosinopenia, extensive pneumonia, a “cytokine storm” leading to acute respiratory distress syndrome, endothelitis, thromboembolic complications, and multiorgan failure. The epidemiologic features of COVID‐19 are distinctive and have changed throughout the pandemic. Vaccine and drug development studies and clinical trials are rapidly growing at an unprecedented speed. However, basic and clinical research on COVID‐19–related topics should be based on more coordinated high‐quality studies. This paper answers pressing questions, formulated by young clinicians and scientists, on SARS‐CoV‐2, COVID‐19, and allergy, focusing on the following topics: virology, immunology, diagnosis, management of patients with allergic disease and asthma, treatment, clinical trials, drug discovery, vaccine development, and epidemiology. A total of 150 questions were answered by experts in the field providing a comprehensive and practical overview of COVID‐19 and allergic disease.