Inflammatory profiles across the spectrum of disease reveal a distinct role for GM-CSF in severe COVID-19

Abstract
While it is now widely accepted that host inflammatory responses contribute to lung injury, the pathways that drive severity and distinguish coronavirus disease 2019 (COVID-19) from other viral lung diseases remain poorly characterized. We analyzed plasma samples from 471 hospitalized patients recruited through the prospective multicenter ISARIC4C study and 39 outpatients with mild disease, enabling extensive characterization of responses across a full spectrum of COVID-19 severity. Progressive elevation of levels of numerous inflammatory cytokines and chemokines (including IL-6, CXCL10, and GM-CSF) were associated with severity and accompanied by elevated markers of endothelial injury and thrombosis. Principal component and network analyses demonstrated central roles for IL-6 and GM-CSF in COVID-19 pathogenesis. Comparing these profiles to archived samples from patients with fatal influenza, IL-6 was equally elevated in both conditions whereas GM-CSF was prominent only in COVID-19. These findings further identify the key inflammatory, thrombotic, and vascular factors that characterize and distinguish severe and fatal COVID-19.

Related Keywords

United Kingdom ,United States ,Rockville ,Maryland ,Massachusetts ,Minnesota ,California ,London ,City Of ,La Jolla ,Edinburgh ,Scotland ,Oxford Immunotech ,Jeremyj Farrar ,Quanterix Billerica ,Nahoko Shindo ,Milliporesigma Burlington ,Glaxosmithkline ,Ethics Review Committee ,Imperial Biomedical Research Centre ,Scotlanda Research Ethics Committee Ref ,Pfizer ,Oxfordc Research Ethics Committee ,Wellcome ,Material Access Committee ,Zoonotic Infections At University Of Liverpool ,Health Protection Research Unit ,World Health Organization ,Tissue Bank Ethics Committee Approval ,Health Protection Research Senior Investigator ,Liverpool Experimental Cancer Medicine Centre ,Infections At Imperial College London ,United Kingdom Coronavirus Immunology Consortium ,National Institute For Health Research United Kingdom ,Fulham Research Ethics Committee ,Department For International Development ,Melinda Gates Foundation ,Graphia Technologies Ltd ,Imperial College London ,Research Council ,Research Ethics Committee ,Imperial College Healthcare ,Imperial College Lead Investigator ,Urgent Public Health Research Study ,National Institute For Health Research ,Public Health England ,Research Council United Kingdom ,University Of Edinburgh Institutional Strategic Support Fund ,Nestle ,Pearson ,National Research Ethics Service ,Characterization Protocol ,Severe Emerging Infections ,National Institute ,Independent Data ,Health Research United ,South Central ,Review Committee ,Tissue Bank Ethics Committee ,Research Ethics Service ,Outer West London ,Central London ,Ethics Committee ,Meso Scale Diagnostics ,Willebrand Factor A ,Bio Plex ,Graphpad Prism ,Multivariate Imputation ,Chained Equations ,Creative Commons Attribution ,Health Research ,Medical Research Council ,Respiratory Infections ,Zoonotic Infections ,Wellcome Trust ,International Development ,Grant Reference ,Wellcome Trust University ,Edinburgh Institutional Strategic Support Fund ,Medical Research Council United Kingdom ,ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் ,ஒன்றுபட்டது மாநிலங்களில் ,ராக்வில்லே ,மேரிலாந்து ,மாசசூசெட்ஸ் ,மினசோட்டா ,கலிஃபோர்னியா ,லண்டன் ,நகரம் ஆஃப் ,லா ஜொல்லா ,எடின்பர்க் ,ஸ்காட்லாந்து ,மில்லிபோரேசிக்மா பர்லிங்டன் ,கிளாக்சோஸ்மித்க்லைன் ,நெறிமுறைகள் விமர்சனம் குழு ,ஏகாதிபத்தியம் உயிர் மருத்துவ ஆராய்ச்சி மையம் ,ஃபைசர் ,வெல்கம் ,பொருள் நுழைவு குழு ,ஆரோக்கியம் ப்ரொடெக்ஶந் ஆராய்ச்சி அலகு ,உலகம் ஆரோக்கியம் ஆர்கநைஸேஶந் ,திசு வங்கி நெறிமுறைகள் குழு ஒப்புதல் ,ஆரோக்கியம் ப்ரொடெக்ஶந் ஆராய்ச்சி மூத்தவர் புலனாய்வாளர் ,லிவர்பூல் சோதனை புற்றுநோய் மருந்து மையம் ,நோய்த்தொற்றுகள் இல் ஏகாதிபத்தியம் கல்லூரி லண்டன் ,தேசிய நிறுவனம் க்கு ஆரோக்கியம் ஆராய்ச்சி ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் ,ஃபுல்ஹாம் ஆராய்ச்சி நெறிமுறைகள் குழு ,துறை க்கு சர்வதேச வளர்ச்சி ,மெலிண்டா வாயில்கள் அடித்தளம் ,ஏகாதிபத்தியம் கல்லூரி லண்டன் ,ஆராய்ச்சி சபை ,ஆராய்ச்சி நெறிமுறைகள் குழு ,ஏகாதிபத்தியம் கல்லூரி சுகாதாரம் ,ஏகாதிபத்தியம் கல்லூரி வழி நடத்து புலனாய்வாளர் ,அவசரம் பொது ஆரோக்கியம் ஆராய்ச்சி படிப்பு ,தேசிய நிறுவனம் க்கு ஆரோக்கியம் ஆராய்ச்சி ,பொது ஆரோக்கியம் இங்கிலாந்து ,ஆராய்ச்சி சபை ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் ,பல்கலைக்கழகம் ஆஃப் எடின்பர்க் நிறுவன மூலோபாய ஆதரவு நிதி ,கூடு ,பியர்சன் ,தேசிய ஆராய்ச்சி நெறிமுறைகள் சேவை ,கடுமையானது வளர்ந்து வருகிறது நோய்த்தொற்றுகள் ,தேசிய நிறுவனம் ,சுயாதீனமான தகவல்கள் ,ஆரோக்கியம் ஆராய்ச்சி ஒன்றுபட்டது ,தெற்கு மைய ,விமர்சனம் குழு ,திசு வங்கி நெறிமுறைகள் குழு ,ஆராய்ச்சி நெறிமுறைகள் சேவை ,ஔடர் மேற்கு லண்டன் ,மைய லண்டன் ,நெறிமுறைகள் குழு ,மீசோ அளவு பரிசோதனை ,உயிர் ப்லெக்ஷ ,ஆரோக்கியம் ஆராய்ச்சி ,மருத்துவ ஆராய்ச்சி சபை ,சுவாச நோய்த்தொற்றுகள் ,வெல்கம் நம்பிக்கை ,சர்வதேச வளர்ச்சி ,மானியம் குறிப்பு ,வெல்கம் நம்பிக்கை பல்கலைக்கழகம் ,எடின்பர்க் நிறுவன மூலோபாய ஆதரவு நிதி ,மருத்துவ ஆராய்ச்சி சபை ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் ,