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

  • Science. 2020 Oct 23;370(6515):eabd4570. doi: 10.1126/science.abd4570.
Qian Zhang  1 ,  Paul Bastard  #  2  3 ,  Zhiyong Liu  #  1 ,  Jérémie Le Pen  #  4 ,  Marcela Moncada-Velez  #  1 ,  Jie Chen  #  1 ,  Masato Ogishi  #  1 ,  Ira K D Sabli  #  5 ,  Stephanie Hodeib  #  5 ,  Cecilia Korol  #  2 ,  Jérémie Rosain  #  2  3 ,  Kaya Bilguvar  #  6 ,  Junqiang Ye  #  7 ,  Alexandre Bolze  #  8 ,  Benedetta Bigio  #  1 ,  Rui Yang  #  1 ,  Andrés Augusto Arias  #  1  9  10 ,  Qinhua Zhou  #  1 ,  Yu Zhang  #  11  12 ,  Fanny Onodi  13 ,  Sarantis Korniotis  13 ,  Léa Karpf  13 ,  Quentin Philippot  2  3 ,  Marwa Chbihi  2  3 ,  Lucie Bonnet-Madin  14 ,  Karim Dorgham  15 ,  Nikaïa Smith  16 ,  William M Schneider  4 ,  Brandon S Razooky  4 ,  Hans-Heinrich Hoffmann  4 ,  Eleftherios Michailidis  4 ,  Leen Moens  17 ,  Ji Eun Han  1 ,  Lazaro Lorenzo  2  3 ,  Lucy Bizien  2  3 ,  Philip Meade  18 ,  Anna-Lena Neehus  2  3 ,  Aileen Camille Ugurbil  1 ,  Aurélien Corneau  19 ,  Gaspard Kerner  2  3 ,  Peng Zhang  1 ,  Franck Rapaport  1 ,  Yoann Seeleuthner  2  3 ,  Jeremy Manry  2  3 ,  Cecile Masson  20 ,  Yohann Schmitt  20 ,  Agatha Schlüter  21 ,  Tom Le Voyer  2  3 ,  Taushif Khan  22 ,  Juan Li  1 ,  Jacques Fellay  23  24  25 ,  Lucie Roussel  26 ,  Mohammad Shahrooei  27  28 ,  Mohammed F Alosaimi  29 ,  Davood Mansouri  30  31  32 ,  Haya Al-Saud  33 ,  Fahd Al-Mulla  34 ,  Feras Almourfi  33 ,  Saleh Zaid Al-Muhsen  35 ,  Fahad Alsohime  29 ,  Saeed Al Turki  36  37 ,  Rana Hasanato  29 ,  Diederik van de Beek  38 ,  Andrea Biondi  39 ,  Laura Rachele Bettini  39 ,  Mariella D'Angio'  39 ,  Paolo Bonfanti  40 ,  Luisa Imberti  41 ,  Alessandra Sottini  41 ,  Simone Paghera  41 ,  Eugenia Quiros-Roldan  42 ,  Camillo Rossi  43 ,  Andrew J Oler  44 ,  Miranda F Tompkins  45 ,  Camille Alba  45 ,  Isabelle Vandernoot  46 ,  Jean-Christophe Goffard  47 ,  Guillaume Smits  46 ,  Isabelle Migeotte  48 ,  Filomeen Haerynck  49 ,  Pere Soler-Palacin  50 ,  Andrea Martin-Nalda  50 ,  Roger Colobran  51 ,  Pierre-Emmanuel Morange  52 ,  Sevgi Keles  53 ,  Fatma Çölkesen  54 ,  Tayfun Ozcelik  55 ,  Kadriye Kart Yasar  56 ,  Sevtap Senoglu  56 ,  Şemsi Nur Karabela  56 ,  Carlos Rodríguez-Gallego  57  58 ,  Giuseppe Novelli  59 ,  Sami Hraiech  60 ,  Yacine Tandjaoui-Lambiotte  61  62 ,  Xavier Duval  63  64 ,  Cédric Laouénan  63  64  65 ,  COVID-STORM Clinicians ,  COVID Clinicians ,  Imagine COVID Group ,  French COVID Cohort Study Group ,  CoV-Contact Cohort ,  Amsterdam UMC Covid-19 Biobank ,  COVID Human Genetic Effort ,  NIAID-USUHS/TAGC COVID Immunity Group ,  Andrew L Snow  66 ,  Clifton L Dalgard  45  67 ,  Joshua D Milner  68 ,  Donald C Vinh  26 ,  Trine H Mogensen  69  70 ,  Nico Marr  22  71 ,  András N Spaan  1  72 ,  Bertrand Boisson  1  2  3 ,  Stéphanie Boisson-Dupuis  1  2  3 ,  Jacinta Bustamante  1  2  3  73 ,  Anne Puel  1  2  3 ,  Michael J Ciancanelli  1  74 ,  Isabelle Meyts  17  75 ,  Tom Maniatis  7  76 ,  Vassili Soumelis  13  77 ,  Ali Amara  14 ,  Michel Nussenzweig  78  79 ,  Adolfo García-Sastre  18  80  81  82 ,  Florian Krammer  18 ,  Aurora Pujol  21 ,  Darragh Duffy  16 ,  Richard P Lifton  #  83  84  85 ,  Shen-Ying Zhang  #  1  2  3 ,  Guy Gorochov  #  15 ,  Vivien Béziat  #  1  2  3 ,  Emmanuelle Jouanguy  #  1  2  3 ,  Vanessa Sancho-Shimizu  #  5 ,  Charles M Rice  #  4 ,  Laurent Abel  #  1  2  3 ,  Luigi D Notarangelo  #  11  12 ,  Aurélie Cobat  #  1  2  3 ,  Helen C Su  #  11  12 ,  Jean-Laurent Casanova  #  86  2  3  79  87
Affiliations
  • # Contributed equally.
PMID: 32972995 DOI: 10.1126/science.abd4570
Abstract

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.