Inborn errors of type I IFN immunity in patients with life-threatening COVID-19

Zhang Q.; Bastard P.; Liu Z.; Pen J.L.; Moncada-Velez M.; Chen J.; Ogishi M.; Sabli I.K.D.; Hodeib S.; Cecilia K.; Rosain J.; Bilguvar K.; Ye J.; Bolze A.; Bigio B.; Yang R.; Arias A.A.; Zhou Q.; Zhang Y.; Onodi F.; Korniotis S.; Karpf L.; Philippot Q.; Chbihi M.; Bonnet-Madin L.; Dorgham K.; Smith N.; Schneider W.M.; Razooky B.S.; Hoffmann H.-H.; Michailidis E.; Moens L.; Han J.E.; Lorenzo L.; Bizien L.; Meade P.; Neehus A.-L.; Ugurbil A.C.; Corneau A.; Kerner G.; Zhang P.; Rapaport F.; Seeleuthner Y.; Manry J.; Masson C.; Schmitt Y.; Schlüter A.; Voyer T.L.; Khan T.; Li J.; Fellay J.; Roussel L.; Shahrooei M.; Alosaimi M.F.; Mansouri D.; Al-Saud H.; Al-Mulla F.; Almourfi F.; Al-Muhsen S.Z.; Alsohime F.; Al Turki S.; Hasanato R.; Van De Beek D.; Biondi A.; Bettini L.R.; D’Angio’ M.; Bonfanti P.; Imberti L.; Sottini A.; Paghera S.; Quiros-Roldan E.; Rossi C.; Oler A.J.; Tompkins M.F.; Alba C.; Vandernoot I.; Goffard J.-C.; Smits G.; Migeotte I.; Haerynck F.; Soler-Palacin P.; Martin-Nalda A.; Colobran R.; Morange P.-E.; Keles S.; Çölkesen F.; Ozcelik T.; Kart Yasar K.; Senoglu S.; Nur Karabela Ş.; Rodríguez-Gallego C.; Novelli G.; Hraiech S.; Tandjaoui-Lambiotte Y.; Duval X.; Laouénan C.; Snow A.L.; Dalgard C.L.; Milner J.D.; Vinh D.C.; Mogensen T.H.; Marr N.; Spaan A.N.; Boisson B.; Boisson-Dupuis S.; Bustamante J.; Puel A.; Ciancanelli M.J.; Meyts I.; Maniatis T.; Soumelis V.; Amara A.; Nussenzweig M.; García-Sastre A.; Krammer F.; Pujol A.; Duffy D.; Lifton R.P.; Zhang S.-Y.; Gorochov G.; Béziat V.; Jouanguy E.; Sancho-Shimizu V.; Rice C.M.; Abel L.; Notarangelo L.D.; Cobat A.; Su H.C.; Casanova J.-L.; Foti G.; Bellani G.; Citerio G.; Contro E.; Pesci A.; Valsecchi M.G.; Cazzaniga M.; Abad J.; Aguilera-Albesa S.; Akcan O.M.; Darazam I.A.; Aldave J.C.; Alfonso Ramos M.; Nadji S.A.; Alkan G.; Allardet-Servent J.; Allende L.M.; Alsina L.; Alyanakian M.-A.; Amador-Borrero B.; Amoura Z.; Antolí A.; Arslan S.; Assant S.; Auguet T.; Azot A.; Bajolle F.; Baldolli A.; Ballester M.; Baris Feldman H.; Barrou B.; Beurton A.; Bilbao A.; Blanchard-Rohner G.; Blanco I.; Blandinières A.; Blazquez-Gamero D.; Bloomfield M.; Bolivar-Prados M.; Borie R.; Bosteels C.; Bousfiha A.A.; Bouvattier C.; Boyarchuk O.; Bueno M.R.P.; Cáceres Agra J.J.; Calimli S.; Capra R.; Carrabba M.; Casasnovas C.; Caseris M.; Castelle M.; Castelli F.; Castillo De Vera M.; Castro M.V.; Catherinot E.; Chalumeau M.; Charbit B.; Cheng M.P.; Clavé P.; Clotet B.; Codina A.; Colkesen F.; Comarmond C.; Dalmau D.; Darley D.R.; Dauby N.; Dauger S.; De Pontual L.; Dehban A.; Delplancq G.; Demoule A.; Diehl J.-L.; Dobbelaere S.; Durand S.; Eldars W.; Elgamal M.; Elnagdy M.H.; Emiroglu M.; Erdeniz E.H.; Erol Aytekin S.; Euvrard R.; Evcen R.; Fabio G.; Faivre L.; Falck A.; Fartoukh M.; Faure M.; Fernandez Arquero M.; Flores C.; Francois B.; Fumadó V.; Fusco F.; Garcia Solis B.; Gaussem P.; Gil-Herrera J.; Gilardin L.; Girona Alarcon M.; Gok F.; González-Montelongo R.; Guerder A.; Gul Y.; Guner S.N.; Gut M.; Hadjadj J.; Halwani R.; Hammarström L.; Hatipoglu N.; Hernandez-Brito E.; Heijmans C.; Holanda-Peña M.S.; Horcajada J.P.; Hoste L.; Hoste E.; Humbert L.; Iglesias A.D.; Íñigo-Campos A.; Jamme M.; Arranz M.J.; Jordan I.; Jorens P.; Kanat F.; Kapakli H.; Kara I.; Karbuz A.; Kendir Demirkol Y.; Klocperk A.; Król Z.J.; Kuentz P.; Kwan Y.W.M.; Lagier J.-C.; Lambrecht B.N.; Lau Y.-L.; Le Bourgeois F.; Leo Y.-S.; Leon Lopez R.; Leung D.; Levin M.; Levy M.; Lévy R.; Li Z.; Linglart A.; Loeys B.; Lorenzo-Salazar J.M.; Louapre C.; Lubetzki C.; Luyt C.-E.; Lye D.C.; Marjani M.; Marquez Pereira J.; Martin A.; Martínez Pueyo D.; Martinez-Picado J.; Marzana I.; Mathian A.; Matos L.R.B.; Matthews G.V.; Mayaux J.; Mège J.-L.; Melki I.; Meritet J.-F.; Metin O.; Mezidi M.; Millereux M.; Mirault T.; Mircher C.; Mirsaeidi M.; Montesdeoca Melián A.; Morales Martinez A.; Mordacq C.; Morelle G.; Mouly S.; Muñoz-Barrera A.; Naesens L.; Nafati C.; Farela Neves J.; Ng L.F.P.; Novoa Medina Y.; Nuñez Cuadros E.; Ocejo-Vinyals J.G.; Oualha M.; Pan-Hammarström Q.; Parizot C.; Pascreau T.; Paz-Artal E.; Pellegrini S.; Pérez De Diego R.; Philippe A.; Planas-Serra L.; Ploin D.; Poissy J.; Poncelet G.; Pouletty M.; Quentric P.; Raoult D.; Rebillat A.-S.; Reisli I.; Ricart P.; Richard J.-C.; Rivet N.; Rivière J.G.; RocamoraBlanch G.; Rodrigo C.; Rodríguez-Palmero A.; Romero C.S.; Rothenbuhler A.; Rozenberg F.; Ruiz Del Prado M.Y.; Sabater Riera J.; Sanchez O.; Sánchez-Ramón S.; Schmidt M.; Schweitzer C.E.; Scolari F.; Sediva A.; Seijo L.M.; Sene D.; Seppänen M.R.J.; Serra Ilovich A.; Slabbynck H.; Smadja D.M.; Sobh A.; Solanich Moreno X.; Solé-Violán J.; Soler C.; Stepanovskiy Y.; Stoclin A.; Taccone F.; Taupin J.-L.; Tavernier S.J.; Terrier B.; Thumerelle C.; Tomasoni G.; Toubiana J.; Trenado Alvarez J.; Trouillet-Assant S.; Troya J.; Tucci A.; Ursini M.V.; Uzunhan Y.; Vabres P.; Valencia-Ramos J.; Van Braeckel E.; Van DeVelde S.; Van Den Rym A.M.; Van Praet J.; Vatansev H.; Vélez-Santamaria V.; Viel S.; Vilain C.; Vilaire M.E.; Vincent A.; Voiriot G.; Vuotto F.; Yosunkaya A.; Young B.E.; Yucel F.; Zannad F.; Zatz M.; Belot A.; Bole-Feysot C.; Lyonnet S.; Nitschke P.; Pouliet A.; Tores F.; Zarhrate M.; Andrejak C.; Angoulvant F.; Bachelet D.; Basmaci R.; Behillil S.; Beluze M.; Benkerrou D.; Bhavsar K.; Bompart F.; Bouadma L.; Bouscambert M.; Caralp M.; Cervantes-Gonzalez M.; Chair A.; Coelho A.; Couffignal C.; Couffin-Cadiergues S.; D’Ortenzio E.; Da Silveira C.; Debray M.-P.; Deplanque D.; Descamps D.; Desvallées M.; Diallo A.; Diouf A.; Dorival C.; Dubos F.; Eloy P.; Enouf V.V.E.; Esperou H.; Esposito-Farese M.; Etienne M.; Ettalhaoui N.; Gault N.; Gaymard A.; Ghosn J.; Gigante T.; Gorenne I.; Guedj J.; Hoctin A.; Hoffmann I.; Jaafoura S.; Kafif O.; Kaguelidou F.; Kali S.; Khalil A.; Khan C.; Laribi S.; Le M.; Le Hingrat Q.; Le Mestre S.; Le Nagard H.; Lescure F.-X.; Lévy Y.; Levy-Marchal C.; Lina B.; Lingas G.; Lucet J.C.; Malvy D.; Mambert M.; Mentré F.; Mercier N.; Meziane A.; Mouquet H.; Mullaert J.; Neant N.; Noret M.; Pages J.; Papadopoulos A.; Paul C.; Peiffer-Smadja N.; Petrov-Sanchez V.; Peytavin G.; Picone O.; Puéchal O.; Rosa-Calatrava M.; Rossignol B.; Rossignol P.; Roy C.; Schneider M.; Semaille C.; Si Mohammed N.; Tagherset L.; Tardivon C.; Tellier M.-C.; Téoulé F.; Terrier O.; Timsit J.-F.; Trioux T.; Tual C.; Tubiana S.; Van Der Werf S.; Vanel N.; Veislinger A.; Visseaux B.; Wiedemann A.; Yazdanpanah Y.; Alavoine L.; Amat K.K.A.; Bielicki J.; Bruijning P.; Burdet C.; Caumes E.; Charpentier C.; Coignard B.; Costa Y.; Damond F.; Dechanet A.; Delmas C.; Ecobichon J.-L.; Frezouls W.; Houhou N.; Ilic-Habensus E.; Kikoine J.; Lebeaux D.; Leclercq A.; Lehacaut J.; Letrou S.; Manchon P.; Mandic M.; Meghadecha M.; Motiejunaite J.; Nouroudine M.; Piquard V.; Postolache A.; Quintin C.; Rexach J.; Roufai L.; Terzian Z.; Thy M.; Vignali V.; Van Agtmael M.; Algera A.G.; Van Baarle F.; Bax D.; Beudel M.; Bogaard H.J.; Bomers M.; Bos L.; Botta M.; De Brabander J.; De Bree G.; Brouwer M.C.; De Bruin S.; Bugiani M.; Bulle E.; Chouchane O.; Cloherty A.; Elbers P.; Fleuren L.; Geerlings S.; Geerts B.; Geijtenbeek T.; Girbes A.; Goorhuis B.; Grobusch M.P.; Hafkamp F.; Hagens L.; Hamann J.; Harris V.; Hemke R.; Hermans S.M.; Heunks L.; Hollmann M.W.; Horn J.; Hovius J.W.; De Jong M.D.; Koning R.; Van Mourik N.; Nellen J.; Paulus F.; Peters E.; Van Der Poll T.; Preckel B.; Prins J.M.; Raasveld J.; Reijnders T.; Schinkel M.; Schultz M.J.; Schuurman A.; Sigaloff K.; Smit M.; Stijnis C.S.; Stilma W.; Teunissen C.; Thoral P.; Tsonas A.; Van Der Valk M.; Veelo D.; Vlaar A.P.J.; De Vries H.; Van Vugt M.; Wiersinga W.J.; Wouters D.; Zwinderman A.H.; Aiuti A.; Al Muhsen S.; Al-Mulla F.; Anderson M.S.; Bogunovic D.; Bondarenko A.; Brodin P.; Bryceson Y.; Bustamante C.D.; Butte M.; Casari G.; Chakravorty S.; Christodoulou J.; Cirulli E.; Condino-Neto A.; Cooper M.A.; David A.; DeRisi J.L.; Desai M.; Drolet B.A.; Espinosa S.; Franco J.L.; Gregersen P.K.; Hagin D.; Heath J.; Henrickson S.E.; Hsieh E.; Imai K.; Itan Y.; Karamitros T.; Kisand K.; Ku C.-L.; Ling Y.; Lucas C.L.; Marodi L.; Mironska K.; Mogensen T.; Morio T.; Novelli A.; O’Farrelly C.; Okada S.; Planas A.M.; Prando C.; Quintana-Murci L.; Renia L.; Renieri A.; Sankaran V.; Schiabor Barrett K.; Snow A.; Tangye S.; Turvey S.; Uddin F.; Uddin M.J.; Vazquez S.E.; Von Bernuth H.; Washington N.; Zawadzki P.; Jing H.; Tung W.; Luthers C.R.; Bauman B.M.; Shafer S.; Zheng L.; Zhang Z.; Kubo S.; Chauvin S.D.; Meguro K.; Shaw E.; Lenardo M.; Lack J.; Karlins E.; Hupalo D.M.; Rosenberger J.; Sukumar G.; Wilkerson M.D.; Zhang X. · Science (2020) · DOI: 10.1126/science.abd4570

Resumen

Clinical outcome upon infection with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ranges from silent infection to lethal coronavirus disease 2019 (COVID-19). We have found an enrichment in rare variants predicted to be loss-of-function (LOF) at the 13 human loci known to govern Toll-like receptor 3 (TLR3)- and interferon regulatory factor 7 (IRF7)-dependent type I interferon (IFN) immunity to influenza virus in 659 patients with life-threatening COVID-19 pneumonia relative to 534 subjects with asymptomatic or benign infection. By testing these and other rare variants at these 13 loci, we experimentally defined LOF variants underlying autosomal-recessive or autosomal-dominant deficiencies in 23 patients (3.5%) 17 to 77 years of age. We show that human fibroblasts with mutations affecting this circuit are vulnerable to SARS-CoV-2. Inborn errors of TLR3- and IRF7-dependent type I IFN immunity can underlie life-threatening COVID-19 pneumonia in patients with no prior severe infection.