The 1918 influenza pandemic was unusually severe, resulting in about 50 million deaths worldwide. The 1918 virus is also highly pathogenic in mice, and studies have identified a multigenic origin of this virulent phenotype in mice. However, these initial characterizations of the 1918 virus did not address the question of its pathogenic potential in primates. Here we demonstrate that the 1918 virus caused a highly pathogenic respiratory infection in a cynomolgus macaque model that culminated in acute respiratory distress and a fatal outcome. Furthermore, infected animals mounted an immune response, characterized by dysregulation of the antiviral response, that was insufficient for protection, indicating that atypical host innate immune responses may contribute to lethality. The ability of influenza viruses to modulate host immune responses, such as that demonstrated for the avian H5N1 influenza viruses, may be a feature shared by the virulent influenza viruses.

The ‘Spanish’ influenza pandemic of 1918–19 was the most devastating outbreak of infectious disease in recorded history. At least 20 million people1 died from their illness, which was characterized by an unusually severe and rapid clinical course. The complete sequencing of several genes of the 1918 influenza virus has made it possible to study the functions of the proteins encoded by these genes in viruses generated by reverse genetics, a technique that permits the generation of infectious viruses entirely from cloned complementary DNA. Thus, to identify properties of the 1918 pandemic influenza A strain that might be related to its extraordinary virulence, viruses were produced containing the viral haemagglutinin2 (HA) and neuraminidase3 (NA) genes of the 1918 strain. The HA of this strain supports the pathogenicity of a mouse-adapted virus in this animal4,5. Here we demonstrate that the HA of the 1918 virus confers enhanced pathogenicity in mice to recent human viruses that are otherwise non-pathogenic in this host. Moreover, these highly virulent recombinant viruses expressing the 1918 viral HA could infect the entire lung and induce high levels of macrophage-derived chemokines and cytokines, which resulted in infiltration of inflammatory cells and severe haemorrhage, hallmarks of the illness produced during the original pandemic6.

Abstract Severe acute respiratory syndrome (SARS) is characterized by a risk of nosocomial transmission; however, the risk of airborne transmission of SARS is unknown. During the Toronto outbreaks of SARS, we investigated environmental contamination in SARS units, by employing novel air sampling and conventional surface swabbing. Two polymerase chain reaction (PCR)–positive air samples were obtained from a room occupied by a patient with SARS, indicating the presence of the virus in the air of the room. In addition, several PCR-positive swab samples were recovered from frequently touched surfaces in rooms occupied by patients with SARS (a bed table and a television remote control) and in a nurses’ station used by staff (a medication refrigerator door). These data provide the first experimental confirmation of viral aerosol generation by a patient with SARS, indicating the possibility of airborne droplet transmission, which emphasizes the need for adequate respiratory protection, as well as for strict surface hygiene practices

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)-neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) can reduce the risk of hospitalization from coronavirus disease 2019 (COVID-19) when administered early. However, SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) have negatively affected therapeutic use of some authorized mAbs. Using a high-throughput B cell screening pipeline, we isolated LY-CoV1404 (bebtelovimab), a highly potent SARS-CoV-2 spike glycoprotein receptor binding domain (RBD)-specific antibody. LY-CoV1404 potently neutralizes authentic SARS-CoV-2, B.1.1.7, B.1.351, and B.1.617.2. In pseudovirus neutralization studies, LY-CoV1404 potently neutralizes variants, including B.1.1.7, B.1.351, B.1.617.2, B.1.427/B.1.429, P.1, B.1.526, B.1.1.529, and the BA.2 subvariant. Structural analysis reveals that the contact residues of the LY-CoV1404 epitope are highly conserved, except for N439 and N501. The binding and neutralizing activity of LY-CoV1404 is unaffected by the most common mutations at these positions (N439K and N501Y). The broad and potent neutralization activity and the relatively conserved epitope suggest that LY-CoV1404 has the potential to be an effective therapeutic agent to treat all known variants.

SARS-CoV-2 neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) can reduce the risk of hospitalization when administered early during COVID-19 disease. However, the emergence of variants of concern has negatively impacted the therapeutic use of some authorized mAbs. Using a high throughput B-cell screening pipeline, we isolated a highly potent SARS-CoV-2 spike glycoprotein receptor binding domain (RBD)-specific antibody called LY-CoV1404 (also known as bebtelovimab). LY-CoV1404 potently neutralizes authentic SARS-CoV-2 virus, including the prototype, B.1.1.7, B.1.351 and B.1.617.2). In pseudovirus neutralization studies, LY-CoV1404 retains potent neutralizing activity against numerous variants including B.1.1.7, B.1.351, B.1.617.2, B.1.427/B.1.429, P.1, B.1.526, B.1.1.529, and the BA.2 subvariant and retains binding to spike proteins with a variety of underlying RBD mutations including K417N, L452R, E484K, and N501Y. Structural analysis reveals that the contact residues of the LY-CoV1404 epitope are highly conserved with the exception of N439 and N501. Notably, the binding and neutralizing activity of LY-CoV1404 is unaffected by the most common mutations at these positions (N439K and N501Y). The breadth of reactivity to amino acid substitutions present among current VOC together with broad and potent neutralizing activity and the relatively conserved epitope suggest that LY-CoV1404 has the potential to be an effective therapeutic agent to treat all known variants causing COVID-19.LY-CoV1404 is a potent SARS-CoV-2-binding antibody that neutralizes all known variants of concern and whose epitope is rarely mutated.LY-CoV1404 potently neutralizes SARS-CoV-2 authentic virus and known variants of concern including the B.1.1.529 (Omicron), the BA.2 Omicron subvariant, and B.1.617.2 (Delta) variantsNo loss of potency against currently circulating variantsBinding epitope on RBD of SARS-CoV-2 is rarely mutated in GISAID databaseBreadth of neutralizing activity and potency supports clinical development.

Abstract The zoonotic spillover of the pandemic SARS-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) from an animal reservoir, currently presumed to be the Chinese horseshoe bat, into a naïve human population has rapidly resulted in a significant global public health emergency. Worldwide circulation of SARS-CoV-2 in humans raises the theoretical risk of reverse zoonosis events with wildlife, reintroductions of SARS-CoV-2 into permissive non-domesticated animals, potentially seeding new host reservoir species and geographic regions in which bat SARS-like coronaviruses have not historically been endemic. Here we report that North American deer mice ( Peromyscus maniculatus ) and some closely related members of the Cricetidae family of rodents possess key amino acid residues within the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor known to confer SARS-CoV-2 spike protein binding. Peromyscus rodent species are widely distributed across North America and are the primary host reservoirs of several emerging pathogens that repeatedly spill over into humans including Borrelia burgdorferi , the causative agent of Lyme disease, deer tick virus, and Sin Nombre orthohantavirus, the causative agent of hantavirus pulmonary syndrome (HPS). We demonstrate that adult deer mice are susceptible to SARS-CoV-2 infection following intranasal exposure to a human isolate, resulting in viral replication in the upper and lower respiratory tract with little or no signs of disease. Further, shed infectious virus is detectable in nasal washes, oropharyngeal and rectal swabs, and viral RNA is detectable in feces and occasionally urine. We further show that deer mice are capable of transmitting SARS-CoV-2 to naïve deer mice through direct contact. The extent to which these observations may translate to wild deer mouse populations remains unclear, and the risk of reverse zoonosis and/or the potential for the establishment of Peromyscus rodents as a North American reservoir for SARS-CoV-2 is unknown. Nevertheless, efforts to monitor wild, peri-domestic Peromyscus rodent populations are likely warranted as the SARS-CoV-2 pandemic progresses.

Abstract COVID-19 and influenza are both highly contagious respiratory diseases with a wide range of severe symptoms and cause great disease burdens globally. It has become very urgent and important to develop a bivalent vaccine that is able to target these two infectious diseases simultaneously. In this study, we generated three attenuated replicating recombinant VSV (rVSV) vaccine candidates. These rVSV-based vaccines co-express SARS-CoV-2 Delta variant spike protein (SP) or the receptor binding domain (RBD) and four copies of the highly conserved M2 ectodomain (M2e) of influenza A fused with the Ebola glycoprotein DC-targeting/activation domain. Animal studies have shown that immunization with these bivalent rVSV vaccines induced efficient but variable levels of humoral and cell-mediated immune responses against both SARS-CoV-2 and influenza M2e protein. Significantly, our vaccine candidates induced production of high levels of neutralizing antibodies that protected cells against SARS-CoV-2 Delta and other SP-pseudovirus infections in culture. Furthermore, vaccination with the bivalent VSV vaccine via either intramuscular or intranasal route efficiently protected mice from the lethal challenge of H1N1 and H3N2 influenza viruses and significantly reduced viral load in the lungs. These studies provide convincing evidence for the high efficacy of this bivalent vaccine to prevent influenza replication and initiate robust immune responses against SARS-CoV-2 Delta variants. Further investigation of its efficacy to protect against SARS-CoV-2 Delta variants will provide substantial evidence for new avenues to control two contagious respiratory infections, COVID-19 and influenza.

Abstract Until now, no approved effective vaccine and antiviral therapeutic are available for treatment or prevention of SARS-coronavirus 2 (SCoV-2) virus infection. In this study, we established a SCoV-2 Spike glycoprotein (SP), including a SP mutant D614G, pseudotyped HIV-1-based vector system and tested their ability to infect ACE2-expressing cells. This study revealed that a C-terminal 17 amino acid deletion in SCoV-2 SP significantly increases the incorporation of SP into the pseudotyped viruses and enhanced its infectivity, which may be helpful in the design of SCoV2-SP-based vaccine strategies. Moreover, based on this system, we have demonstrated that an aqueous extract from the Chinese herb Prunella vulgaris (CHPV) and a compound, suramin, displayed potent inhibitory effects on both wild type and mutant (G614) SCoV-2 SP pseudotyped virus (SCoV-2-SP-PVs)-mediated infection. The 50% inhibitory concentration (IC50) for CHPV and suramin on SCoV-2-SP-PVs are 30, and 40 μg/ml, respectively. To define the mechanisms of their actions, we demonstrated that both CHPV and suramin are able to directly interrupt SCoV-2–SP binding to its receptor ACE2 and block the viral entry step. Importantly, our results also showed that CHPV or suramin can efficiently reduce levels of cytopathic effect caused by SARS-CoV-2 virus (hCoV-19/Canada/ON-VIDO-01/2020) infection in Vero cells. Furthermore, our results demonstrated that the combination of CHPV/suramin with an anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibody mediated more potent blocking effect against SCoV2-SP-PVs. Overall, this study provides evidence that CHPV and suramin has anti-SARS-CoV-2 activity and may be developed as a novel antiviral approach against SARS-CoV-2 infection.

Abstract A universal influenza vaccine is required for broad protection against influenza infection. Here, we revealed the efficacy of novel influenza vaccine candidates based on Ebola glycoprotein (EboGP) DC-targeting domain (EΔM) fusion protein technology. We fused influenza hemagglutinin stalk (HAcs) and extracellular matrix protein (M2e) or four copies of M2e (referred to as tetra M2e (tM2e)) with EΔM to generate EΔM-HM2e or EΔM-tM2e, respectively, and revealed that EΔM facilitates DC/macrophage targeting in vitro . In a mouse study, EΔM-HM2e- or EΔM-tM2e-pseudotyped viral particles (PVPs) induced significantly higher titers of anti-HA and/or anti-M2e antibodies. We also developed recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV)-EΔM-HM2e and rVSV-EΔM-tM2e vaccines that resulted in rapid and potent induction of HA and/or M2 antibodies in mouse sera and mucosa. Importantly, vaccination protects mice from influenza H1N1 and H3N2 challenges. Taken together, our study suggests that recombinant rVSV-EΔM-HM2e and rVSV-EΔM-tM2e are efficacious and protective universal vaccines against influenza.

SUMMARY Increasing cases of SARS-CoV-2 breakthrough infections from immunization with predominantly spike protein based COVID-19 vaccines highlight the need for alternative vaccines using different platforms and/or antigens. In this study, we expressed SARS-CoV-2 spike and nucleocapsid proteins in a novel vaccinia virus ACAM2000 platform (rACAM2000). Following a single intramuscular immunization, the rACAM2000 co-expressing the spike and nucleocapsid proteins induced significantly improved protection against SARS-CoV-2 challenge in comparison to rACAM2000 expressing the individual proteins in a hamster model, as shown by reduced weight loss and quicker recovery time. The protection was associated with reduced viral loads, increased neutralizing antibody titre and reduced neutrophil-to-lymphocyte ratio. Thus, our study demonstrates that the rACAM2000 expressing a combination of the spike and nucleocapsid antigens is a promising COVID-19 vaccine candidate and further studies will investigate if the rACAM2000 vaccine candidate can induce a long lasting immunity against infection of SARS-CoV-2 variants of concern.