Abstract Passive transfer of convalescent plasma or serum is a time-honored strategy for treating infectious diseases. Human convalescent plasma containing antibodies against SARS-CoV-2 is currently being used to treat COVID-19 patients. However, most patients have been treated outside of randomized clinical trials making it difficult to determine the efficacy of this approach. Here, we assessed the efficacy of convalescent sera in a newly developed African green monkey model of COVID-19. Groups of SARS-CoV-2-infected animals were treated with pooled convalescent sera containing either high or low to moderate anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibody titers. Differences in viral load and disease pathology were minimal between monkeys that received the lower titer convalescent sera and untreated controls. However, and importantly, lower levels of SARS-CoV-2 in respiratory compartments, reduced gross and histopathological lesion severity in the lungs, and reductions in several parameters associated with coagulation and inflammatory processes were observed in monkeys that received convalescent sera versus untreated controls. Our data support human studies suggesting that convalescent plasma therapy is an effective strategy if donors with high level of antibodies against SARS-CoV-2 are employed and if recipients are at an early stage of disease.

Abstract Background Marburg virus (MARV), an Ebola-like virus, remains an eminent threat to public health as demonstrated by its high associated mortality rate (23-90%) and recent emergence in West Africa for the first time. Although a recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV)-based vaccine (Ervebo) is licensed for Ebola virus disease (EVD), no approved countermeasures exist against MARV. Results from clinical trials indicate Ervebo prevents EVD in 97.5-100% of vaccinees 10 days onwards post-immunization. Methodology/Findings Given the rapid immunogenicity of the Ervebo platform against EVD, we tested whether a similar, but highly attenuated, rVSV-based Vesiculovax vector expressing the glycoprotein (GP) of MARV (rVSV-N4CT1-MARV-GP) could provide swift protection against Marburg virus disease (MVD). Here, groups of cynomolgus monkeys were vaccinated 7, 5, or 3 days before exposure to a lethal dose of MARV (Angola variant). All subjects (100%) immunized one week prior to challenge survived; 80% and 20% of subjects survived when vaccinated 5- and 3-days pre-exposure, respectively. Lethality was associated with higher viral load and aberrant innate immunity signaling, whereas survival correlated with development of MARV GP-specific antibodies and early expression of NK cell-, B-cell-, and cytotoxic T-cell-related transcriptional signatures. Conclusions/Significance These results emphasize the utility of Vesiculovax vaccines for MVD outbreak management. The highly attenuated nature of rVSV-N4CT1 vaccines, which are clinically safe in humans, may be preferable to vaccines based on the same platform as Ervebo (rVSV “delta G” platform), which in some trial participants induced vaccine-related adverse events in association with viral replication including arthralgia/arthritis, dermatitis, and cutaneous vasculitis. Author Summary Marburg virus (MARV) is one of the deadliest viruses known to man. One of the most effective vaccines against this pathogen uses a recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV) platform to express MARV glycoprotein (GP) immunogen. As rVSV-based vaccines may be used as medical interventions to mitigate or prevent outbreaks of MARV, defining the time window needed to elicit protection is vital. Here, a rVSV vector expressing MARV glycoprotein (rVSV-N4CT1-MARV-GP) fully protected nonhuman primates from lethality and disease when given as soon as 1 week prior to exposure. At 5- and 3-days pre-exposure, partial protection (80% and 20% survival, respectively) was achieved. Vaccination with rVSV-N4CT1-MARV-GP appears to “jump-start” the immune system to allow sufficient time for MARV-specific adaptive responses to form. This fast- acting vaccine is based on a similar platform as Ervebo, the only FDA- and EU-approved vaccine for preventing Ebola virus infection. The rVSV-N4CT1-MARV-GP vaccine features additional attenuations in the rVSV backbone that may contribute to a more acceptable safety profile in vaccinees, as Ervebo in some recipients induced vaccine- related adverse events including rashes and joint pain.

Summary Transmission of Ebola virus (EBOV) primarily occurs via contact exposure of mucosal surfaces with infected body fluids. Historically, nonhuman primate (NHP) challenge studies have employed intramuscular or small particle aerosol exposure, which are uniformly lethal routes of infection, but mimic worst-case scenarios such as a needlestick. When exposed by more likely routes of natural infection, limited NHP studies have shown delayed onset of disease and reduced mortality. Here we performed a series of systematic natural history studies in cynomolgus macaques with a range of conjunctival exposure doses. Challenge with 10,000 plaque forming units (PFU) of EBOV was uniformly lethal, whereas 5/6 subjects survived low and moderate dose challenges (100 or 500 PFU). Conjunctival challenge resulted in a protracted time-to death. Asymptomatic disease was observed in survivors with limited detection of EBOV replication. Inconsistent seropositivity in survivors may suggest physical or natural immunological barriers are sufficient to prevent widespread viral dissemination.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is responsible for an unprecedented global pandemic of COVID-19. Animal models are urgently needed to study the pathogenesis of COVID-19 and to screen candidate vaccines and treatments. Nonhuman primates (NHP) are considered the gold standard model for many infectious pathogens as they usually best reflect the human condition. Here, we show that African green monkeys support a high level of SARS-CoV-2 replication and develop pronounced respiratory disease that may be more substantial than reported for other NHP species including cynomolgus and rhesus macaques. In addition, SARS-CoV-2 was detected in mucosal samples of all animals including feces of several animals as late as 15 days after virus exposure. Importantly, we show that virus replication and respiratory disease can be produced in African green monkeys using a much lower and more natural dose of SARS-CoV-2 than has been employed in other NHP studies.

Chikungunya virus (CHIKV), which induces chikungunya fever and chronic arthralgia, is an emerging public health concern. Safe and efficient vaccination strategies are needed to prevent or mitigate virus-associated acute and chronic morbidities for preparation of future outbreaks. Eilat (EILV)/CHIKV, a chimeric alphavirus which contains the structural proteins of CHIKV and the non-structural proteins of EILV, does not replicate in vertebrate cells. The chimeric virus was previously reported to induce protective adaptive immunity in mice. Here, we assessed the capacity of the virus to induce quick and durable protection in cynomolgus macaques. EILV/CHIKV protected macaques from wild-type (WT) CHIKV infection one year after a single dose vaccination. Transcriptome and