C-reactive protein (CRP) is an acute phase protein synthesized by the liver primarily in response to interleukin-6. Initial studies have suggested that inflammatory markers may have a role in predicting severity. We investigated whether admission and day 4 CRP could predict severity in community-acquired pneumonia.A prospective study was carried out over a 2-year period in a large teaching hospital. CRP was measured on admission and on day 4. The outcomes of interest were: 30-day mortality; need for mechanical ventilation and/or inotropic support; development of complicated pneumonia (lung abscess, empyema, or complicated parapneumonic effusion); the value of predictive tests were assessed using multivariate logistic regression.There were 570 patients included in the study; 30-day mortality was 9.6%. Low CRP levels showed a high negative predictive value for excluding 30-day mortality (CRP <10 mg/L=100%, CRP <50=99.1%, CRP <100=98.9%, CRP <200=94.9%). Low admission CRP levels <100 mg/L were independently associated with reduced 30-day mortality (odds ratio [OR] 0.18; 0.04-0.85), P=.03; need for mechanical ventilation and/or inotropic support (OR 0.21; 0.14-0.4), P=.002; and complicated pneumonia (OR 0.05; 0.01-0.35), P=.003. A CRP that fails to fall by 50% or more within 4 days of admission is independently associated with increased 30 day mortality (OR 24.5; 6.4-93.4), P <.0001; need for mechanical ventilation and/or inotropic support (OR 7.1; 2.8-17.8), P <.0001 and complicated pneumonia (OR 15.4; 6.32-37.6), P <.0001.Admission CRP <100 mg/L has reduced risk for 30-day mortality, need for mechanical ventilation and/or inotropic support, and complicated pneumonia. Failure of CRP to fall by 50% or more at day 4 leads to an increased risk for 30-day mortality, need for mechanical ventilation and/or inotropic support, and complicated pneumonia. C-reactive protein is an independent marker of severity in community-acquired pneumonia.

Background. The recently introduced concept of health care–associated pneumonia (HCAP), referring to patients with frequent healthcare contacts and at higher risk of contracting resistant pathogens, is controversial.

Objective There is an urgent need to assess the impact of immunosuppressive therapies on the immunogenicity and efficacy of SARS-CoV-2 vaccination. Methods Serological and T-cell ELISpot assays were used to assess the response to first-dose and second-dose SARS-CoV-2 vaccine (with either BNT162b2 mRNA or ChAdOx1 nCoV-19 vaccines) in 140 participants receiving immunosuppression for autoimmune rheumatic and glomerular diseases. Results Following first-dose vaccine, 28.6% (34/119) of infection-naïve participants seroconverted and 26.0% (13/50) had detectable T-cell responses to SARS-CoV-2. Immune responses were augmented by second-dose vaccine, increasing seroconversion and T-cell response rates to 59.3% (54/91) and 82.6% (38/46), respectively. B-cell depletion at the time of vaccination was associated with failure to seroconvert, and tacrolimus therapy was associated with diminished T-cell responses. Reassuringly, only 8.7% of infection-naïve patients had neither antibody nor T-cell responses detected following second-dose vaccine. In patients with evidence of prior SARS-CoV-2 infection (19/140), all mounted high-titre antibody responses after first-dose vaccine, regardless of immunosuppressive therapy. Conclusion SARS-CoV-2 vaccines are immunogenic in patients receiving immunosuppression, when assessed by a combination of serology and cell-based assays, although the response is impaired compared with healthy individuals. B-cell depletion following rituximab impairs serological responses, but T-cell responses are preserved in this group. We suggest that repeat vaccine doses for serological non-responders should be investigated as means to induce more robust immunological response.

Abstract Coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by SARS-CoV-2 is a new rapidly spreading infectious disease. Early reports of hospitalised COVID-19 cases have shown relatively low frequency of chronic lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) but increased risk of adverse outcome. The mechanisms of altered susceptibility to viral acquisition and/or severe disease in at-risk groups are poorly understood. Inhaled corticosteroids (ICS) are widely used in the treatment of COPD but the extent to which these therapies protect or expose patients with a COPD to risk of increased COVID-19 severity is unknown. Here, using a combination of human and animal in vitro and in vivo disease models, we show that ICS administration attenuates pulmonary expression of the SARS-CoV-2 viral entry receptor angiotensin-converting enzyme (ACE)-2. This effect was mechanistically driven by suppression of type I interferon as exogenous interferon-β reversed ACE2 downregulation by ICS. Mice deficient in the type I interferon-α/β receptor ( Ifnar1 −/− ) also had reduced expression of ACE2. Collectively, these data suggest that use of ICS therapies in COPD reduces expression of the SARS-CoV-2 entry receptor ACE2 and this effect may thus contribute to altered susceptibility to COVID-19 in patients with COPD.

Abstract Ultrastructural studies of SARS-CoV-2 infected cells are crucial to better understand the mechanisms of viral entry and budding within host cells. Many studies are limited by the lack of access to appropriate cellular models. As the airway epithelium is the primary site of infection it is essential to study SARS-CoV-2 infection of these cells. Here, we examined human airway epithelium, grown as highly differentiated air-liquid interface cultures and infected with three different isolates of SARS-CoV-2 including the B.1.1.7 variant (Variant of Concern 202012/01) by transmission electron microscopy and tomography. For all isolates, the virus infected ciliated but not goblet epithelial cells. Two key SARS-CoV-2 entry molecules, ACE2 and TMPRSS2, were found to be localised to the plasma membrane including microvilli but excluded from cilia. Consistent with these observations, extracellular virions were frequently seen associated with microvilli and the apical plasma membrane but rarely with ciliary membranes. Profiles indicative of viral fusion at the apical plasma membrane demonstrate that the plasma membrane is one site of entry where direct fusion releasing the nucleoprotein-encapsidated genome occurs. Intact intracellular virions were found within ciliated cells in compartments with a single membrane bearing S glycoprotein. Profiles strongly suggesting viral budding from the membrane was observed in these compartments and this may explain how virions gain their S glycoprotein containing envelope.

Background Respiratory viruses cause chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations. Rhinoviruses (RVs) are the most frequently detected. Some COPD patients experience frequent exacerbations ({greater than or equal to}2 exacerbations/ year). The relationship between exacerbation frequency and anti-viral immunity remains poorly understood. Objectives To investigate the relationship between exacerbation frequency and anti-viral immunity in COPD Methods Alveolar macrophages and bronchial epithelial cells (BECs) were obtained from COPD patients and healthy participants. Alveolar macrophages were infected with RV-A16 multiplicity of infection 5 (MOI 5) and BECs infected with RV-A16 MOI 1 for 24 hours. Interferons (IFN) and pro-inflammatory cytokines IL-1β, IL-6, CXCL8 and TNF were measured in cell supernatants using mesoscale discovery platform. Viral load and interferon stimulated genes were measured in cell lysates using qPCR. Results Spontaneous and RV induced IFN-β, IFN-γ and CXCL-11 release were significantly reduced in alveolar macrophages from COPD patients compared to healthy subjects. IFN-β was further impaired in uninfected alveolar macrophages from COPD patients with frequent exacerbations 82.0 pg/mL vs infrequent exacerbators 234.7 pg/mL P=0.008 and RV-infected alveolar macrophages from frequent exacerbators 158.1 pg/mL vs infrequent exacerbators 279.5 pg/mL P=0.022. Release of proinflammatory cytokines CXCL8, IL-6, TNF and IL-1β was higher in uninfected BECs from COPD patients compared to healthy subjects but there was no difference in pro-inflammatory response to RV between groups. Conclusions IFN responses to RV was impaired in alveolar macrophages from COPD patients and further reduced in patients with frequent exacerbations.

Background: Patients with frequent exacerbations represent a chronic obstructive pulmonary disease (COPD) sub-group requiring better treatment options. The aim of this study was to determine the innate immune mechanisms that underlie susceptibility to frequent exacerbations in COPD. Methods: We measured sputum expression of immune mediators and bacterial loads in samples from patients with COPD at stable state and during virus-associated exacerbations. Ex vivo immune responses to rhinovirus infection in differentiated bronchial epithelial cells (BECs) sampled from patients with COPD were additionally evaluated. Patients were stratified as frequent exacerbators (>2 exacerbations in the preceding year) or infrequent exacerbators (<2 exacerbations in the preceding year) with comparisons made between these groups. Results: Frequent exacerbators had reduced sputum cell mRNA expression of the anti-viral immune mediators type I and III interferons and reduced interferon-stimulated gene (ISG) expression when clinically stable and during virus-associated exacerbation. RV-induction of interferon and ISGs ex vivo was also impaired in differentiated BECs from frequent exacerbators. Frequent exacerbators also had reduced sputum levels of the anti-microbial peptide mannose-binding lectin (MBL)-2 with an associated increase in sputum bacterial loads at 2 weeks following virus-associated exacerbation onset. MBL-2 levels correlated negatively with bacterial loads during exacerbation. Conclusion: These data implicate deficient airway innate immunity in the increased propensity to exacerbations observed in some patients with COPD. Therapeutic approaches to boost innate anti-microbial immunity in the lung could be a viable strategy for prevention/treatment of frequent exacerbations.

Abstract Lineage B.1.1.7 (Variant of Concern 202012/01) is a new SARS-CoV-2 variant which was first sequenced in the UK in September 2020 before becoming the majority strain in the UK and spreading worldwide. The rapid spread of the B.1.1.7 variant results from increased transmissibility but the virological characteristics which underpin this advantage over other circulating strains remain unknown. Here, we demonstrate that there is no difference in viral replication between B.1.1.7 and other contemporaneous SARS-CoV-2 strains in primary human airway epithelial (HAE) cells. However, B.1.1.7 replication is disadvantaged in Vero cells potentially due to increased furin-mediated cleavage of its spike protein as a result of a P681H mutation directly adjacent to the S1/S2 cleavage site. In addition, we show that B.1.1.7 does not escape neutralisation by convalescent or post-vaccination sera. Thus, increased transmission of B.1.1.7 is not caused by increased replication, as measured on HAE cells, or escape from serological immunity.

The respiratory tract surface is protected from inhaled pathogens by a secreted layer of mucus that is rich in mucin glycoproteins. Disrupted mucus production is a cardinal feature of chronic respiratory diseases but how this alteration affect interactions between mucins and pathogens is complex and poorly understood. Here, we identify a central and unexpected role for the major airway mucin MUC5AC in pathogenesis of virus induced exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Virus induction of MUC5AC is augmented in COPD compared to healthy subjects, is enhanced in frequent exacerbators and correlates with inflammation, symptom severity and secondary bacterial infection during exacerbation. MUC5AC is functionally related to inflammation as MUC5AC deficient mice had attenuated rhinovirus induced airway inflammation whilst exogenous MUC5AC glycoprotein administration augmented virus induced inflammatory responses and bacterial load. Mechanistically, MUC5AC augmentation of rhinovirus induced inflammation occurred through release of extracellular adenosine triphosphate (ATP). Therapeutic suppression of virus induced MUC5AC release using an epidermal growth factor receptor (EGFR) inhibitor ameliorated exaggerated proinflammatory responses in a mouse COPD exacerbation model. Collectively, these studies demonstrate previously unrecognised proinflammatory effects of MUC5AC during infection and thus highlight a key unforeseen role in driving COPD exacerbation severity.