A time-resolved proteomic and prognostic map of COVID-19
Vadim Demichev(University of Cambridge), Pinkus Tober‐Lau(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Oliver Lemke(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Tatiana Nazarenko(London Women's Clinic), Charlotte Thibeault(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Harry J. Whitwell(Imperial College London), Annika Röhl(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Anja Freiwald(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Łukasz Szyrwiel(The Francis Crick Institute), Daniela Ludwig(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Clara Correia‐Melo(The Francis Crick Institute), Simran Kaur Aulakh(The Francis Crick Institute), Elisa T. Helbig(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Paula Stubbemann(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Lena J. Lippert(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Nana‐Maria Grüning(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Oleg Blyuss(University of Hertfordshire), Spyros I. Vernardis(The Francis Crick Institute), Matthew White(The Francis Crick Institute), Christoph B. Messner(The Francis Crick Institute), Michael Joannidis(Innsbruck Medical University), Thomas Sonnweber(Innsbruck Medical University), Sebastian Klein(Innsbruck Medical University), Alex Pizzini(Innsbruck Medical University), Yvonne Wohlfarter(Innsbruck Medical University), Sabina Sahanic(Innsbruck Medical University), Richard Hilbe(Innsbruck Medical University), Benedikt Schaefer(Universität Innsbruck), Sonja Wagner(Universität Innsbruck), Mirja Mittermaier(Berlin Institute of Health at Charité - Universitätsmedizin Berlin), Felix Machleidt(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Carmen García(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Christoph Ruwwe‐Glösenkamp(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Tilman Lingscheid(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Laure Bosquillon de Jarcy(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Miriam Stegemann(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Moritz Pfeiffer(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Linda Jürgens(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Sophy Denker(Berlin Institute of Health at Charité - Universitätsmedizin Berlin), Daniel Zickler(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Philipp Enghard(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Aleksej Zelezniak(The Francis Crick Institute), Archie Campbell(Edinburgh Cancer Research), Caroline Hayward(Institute of Genetics and Cancer), David J. Porteous(Edinburgh Cancer Research), Riccardo E. Marioni(Edinburgh Cancer Research), Alexander Uhrig(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Holger Müller-Redetzky(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Heinz Zoller(Universität Innsbruck), Judith Löffler‐Ragg(Innsbruck Medical University), Markus A. Keller(Innsbruck Medical University), Ivan Tancevski(Innsbruck Medical University), John F. Timms(London Women's Clinic), Alexey Zaikin(London Women's Clinic), Stefan Hippenstiel(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Michael Ramharter(Universität Hamburg), Martin Witzenrath(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Norbert Suttorp(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Kathryn S. Lilley(University of Cambridge), Michael Mülleder(Berlin Institute of Health at Charité - Universitätsmedizin Berlin), Leif Erik Sander(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Malte Kleinschmidt(The Francis Crick Institute), Kathrin Heim(Universität Hamburg), Belén Millet, Lil Meyer‐Arndt, Ralf‐Harto Hübner, Tim Andermann(University of Cambridge), Jan M. Doehn, Bastian Opitz(London Women's Clinic), Birgit Sawitzki, Daniel Grund(Innsbruck Medical University), Peter Radünzel, Mariana Schürmann(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Thomas Zöller, Florian Alius, Philipp Knape(Universität Innsbruck), Astrid Breitbart(Universität Hamburg), Yaosi Li(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Felix Bremer, Panagiotis Pergantis(University of Cambridge), Dirk Schürmann(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Bettina Temmesfeld‐Wollbrück, Daniel Wendisch, Sophia Brumhard, Sascha S. Haenel(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Claudia Conrad, Philipp Georg, Kai‐Uwe Eckardt, Lukas Lehner(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Jan Matthias Kruse, Carolin Ferse(The Francis Crick Institute), Roland Körner, Claudia Spies(Institute of Genetics and Cancer), Andreas Edel, Steffen Weber‐Carstens, Alexander Krannich, Saskia Zvorc, Linna Li(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Uwe D. Behrens, Sein Schmidt(University of Cambridge), Maria Rönnefarth, Chantip Dang‐Heine, Robert Röhle(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Emma Lieker, Lucie Kretzler, Isabelle Wirsching, Christian Wollboldt, Yinan Wu, Georg Schwanitz, David Hillus, Stefanie Kasper, Nadine Olk(Edinburgh Cancer Research), Alexandra Horn, Dana Briesemeister, Denise Treue, Michael Hummel, Victor M. Corman, Christian Drosten(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Christof von Kalle, Markus Ralser(Charité - Universitätsmedizin Berlin), Florian Kurth(Universität Hamburg)
Cited by 216Open Access
Abstract
COVID-19 is highly variable in its clinical presentation, ranging from asymptomatic infection to severe organ damage and death. We characterized the time-dependent progression of the disease in 139 COVID-19 inpatients by measuring 86 accredited diagnostic parameters, such as blood cell counts and enzyme activities, as well as untargeted plasma proteomes at 687 sampling points. We report an initial spike in a systemic inflammatory response, which is gradually alleviated and followed by a protein signature indicative of tissue repair, metabolic reconstitution, and immunomodulation. We identify prognostic marker signatures for devising risk-adapted treatment strategies and use machine learning to classify therapeutic needs. We show that the machine learning models based on the proteome are transferable to an independent cohort. Our study presents a map linking routinely used clinical diagnostic parameters to plasma proteomes and their dynamics in an infectious disease.
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