Abstract In 2011, an unidentified disease in cattle was reported in Germany and the Netherlands. Clinical signs included fever, decreased milk production, and diarrhea. Metagenomic analysis identified a novel orthobunyavirus, which subsequently was isolated from blood of affected animals. Surveillance was initiated to test malformed newborn animals in the affected region.

During the evolution of SARS-CoV-2 in humans, a D614G substitution in the spike glycoprotein (S) has emerged; virus containing this substitution has become the predominant circulating variant in the COVID-19 pandemic1. However, whether the increasing prevalence of this variant reflects a fitness advantage that improves replication and/or transmission in humans or is merely due to founder effects remains unknown. Here we use isogenic SARS-CoV-2 variants to demonstrate that the variant that contains S(D614G) has enhanced binding to the human cell-surface receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), increased replication in primary human bronchial and nasal airway epithelial cultures as well as in a human ACE2 knock-in mouse model, and markedly increased replication and transmissibility in hamster and ferret models of SARS-CoV-2 infection. Our data show that the D614G substitution in S results in subtle increases in binding and replication in vitro, and provides a real competitive advantage in vivo—particularly during the transmission bottleneck. Our data therefore provide an explanation for the global predominance of the variant that contains S(D614G) among the SARS-CoV-2 viruses that are currently circulating. A SARS-CoV-2 variant containing a D614G substitution in the spike protein shows enhanced binding to human ACE2, increased replication in human cell cultures and a competitive advantage in animal models of infection.

BackgroundIn December, 2019, a novel zoonotic severe acute respiratory syndrome-related coronavirus emerged in China. The novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) became pandemic within weeks and the number of human infections and severe cases is increasing. We aimed to investigate the susceptibilty of potential animal hosts and the risk of anthropozoonotic spill-over infections.MethodsWe intranasally inoculated nine fruit bats (Rousettus aegyptiacus), ferrets (Mustela putorius), pigs (Sus scrofa domesticus), and 17 chickens (Gallus gallus domesticus) with 105 TCID50 of a SARS-CoV-2 isolate per animal. Direct contact animals (n=3) were included 24 h after inoculation to test viral transmission. Animals were monitored for clinical signs and for virus shedding by nucleic acid extraction from nasal washes and rectal swabs (ferrets), oral swabs and pooled faeces samples (fruit bats), nasal and rectal swabs (pigs), or oropharyngeal and cloacal swabs (chickens) on days 2, 4, 8, 12, 16, and 21 after infection by quantitative RT-PCR (RT-qPCR). On days 4, 8, and 12, two inoculated animals (or three in the case of chickens) of each species were euthanised, and all remaining animals, including the contacts, were euthanised at day 21. All animals were subjected to autopsy and various tissues were collected for virus detection by RT-qPCR, histopathology immunohistochemistry, and in situ hybridisation. Presence of SARS-CoV-2 reactive antibodies was tested by indirect immunofluorescence assay and virus neutralisation test in samples collected before inoculation and at autopsy.FindingsPigs and chickens were not susceptible to SARS-CoV-2. All swabs, organ samples, and contact animals were negative for viral RNA, and none of the pigs or chickens seroconverted. Seven (78%) of nine fruit bats had a transient infection, with virus detectable by RT-qPCR, immunohistochemistry, and in situ hybridisation in the nasal cavity, associated with rhinitis. Viral RNA was also identified in the trachea, lung, and lung-associated lymphatic tissue in two animals euthanised at day 4. One of three contact bats became infected. More efficient virus replication but no clinical signs were observed in ferrets, with transmission to all three direct contact animals. Mild rhinitis was associated with viral antigen detection in the respiratory and olfactory epithelium. Prominent viral RNA loads of 0–104 viral genome copies per mL were detected in the upper respiratory tract of fruit bats and ferrets, and both species developed SARS-CoV-2-reactive antibodies reaching neutralising titres of up to 1/1024 after 21 days.InterpretationPigs and chickens could not be infected intranasally by SARS-CoV-2, whereas fruit bats showed characteristics of a reservoir host. Virus replication in ferrets resembled a subclinical human infection with efficient spread. Ferrets might serve as a useful model for further studies—eg, testing vaccines or antivirals.FundingGerman Federal Ministry of Food and Agriculture.

A heterologous in vitro transcript based on a specific primer-probe HEX system was generated as a universal internal control (IC) to improve virus-specific real-time reverse-transcriptase PCR (RT-PCR) assays. By using a set of different primers, several PCR fragments of desired sizes of an in vitro transcript of the enhanced green fluorescent protein (EGFP) gene were generated, and the fragments were detected using a HEX-labelled probe. For long-term storage of the in vitro transcript a special RNA-safe buffer (RSB) was developed. Freezing and thawing of the IC diluted in RSB did not result in any substantial loss of detectable IC copy numbers. The new IC system was used for the first time in a duplex real-time RT-PCR assay for the detection of pestivirus-derived RNA, in particular from bovine viral diarrhea virus (BVDV). Primers and TaqMan® probes for the ‘panpesti’ assay were selected by analysing the consensus sequence of the 5′ non-translated region (5′ NTR) of more than 600 different pestiviruses. Finally, the optimised primer probe combination showed an analytical sensitivity of less than 10 copies/reaction. In the duplex set-up, the analytical sensitivity of the validated real-time RT-PCR was identical to the sensitivity of the single assay without IC, and the diagnostic sensitivity of the duplex assay was equal or higher if compared to virus isolation.

We investigated a case of human infection with Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) after exposure to infected camels. Analysis of the whole human-derived virus and 15% of the camel-derived virus sequence yielded nucleotide polymorphism signatures suggestive of cross-species transmission. Camels may act as a direct source of human MERS-CoV infection.

In February 2019, following the annual taxon ratification vote, the order Bunyavirales was amended by creation of two new families, four new subfamilies, 11 new genera and 77 new species, merging of two species, and deletion of one species. This article presents the updated taxonomy of the order Bunyavirales now accepted by the International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV).

SARS-CoV-2 vaccine ChAdOx1 nCoV-19 (AstraZeneca) causes a thromboembolic complication termed vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia (VITT). Using biophysical techniques, mouse models, and analysis of VITT patient samples, we identified determinants of this vaccine-induced adverse reaction. Super-resolution microscopy visualized vaccine components forming antigenic complexes with platelet factor 4 (PF4) on platelet surfaces to which anti-PF4 antibodies obtained from VITT patients bound. PF4/vaccine complex formation was charge-driven and increased by addition of DNA. Proteomics identified substantial amounts of virus production-derived T-REx HEK293 proteins in the ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)-containing vaccine. Injected vaccine increased vascular leakage in mice, leading to systemic dissemination of vaccine components known to stimulate immune responses. Together, PF4/vaccine complex formation and the vaccine-stimulated proinflammatory milieu trigger a pronounced B-cell response that results in the formation of high-avidity anti-PF4 antibodies in VITT patients. The resulting high-titer anti-PF4 antibodies potently activated platelets in the presence of PF4 or DNA and polyphosphate polyanions. Anti-PF4 VITT patient antibodies also stimulated neutrophils to release neutrophil extracellular traps (NETs) in a platelet PF4-dependent manner. Biomarkers of procoagulant NETs were elevated in VITT patient serum, and NETs were visualized in abundance by immunohistochemistry in cerebral vein thrombi obtained from VITT patients. Together, vaccine-induced PF4/adenovirus aggregates and proinflammatory reactions stimulate pathologic anti-PF4 antibody production that drives thrombosis in VITT. The data support a 2-step mechanism underlying VITT that resembles the pathogenesis of (autoimmune) heparin-induced thrombocytopenia.

In March 2020, following the annual International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) ratification vote on newly proposed taxa, the phylum Negarnaviricota was amended and emended. At the genus rank, 20 new genera were added, two were deleted, one was moved, and three were renamed. At the species rank, 160 species were added, four were deleted, ten were moved and renamed, and 30 species were renamed. This article presents the updated taxonomy of Negarnaviricota as now accepted by the ICTV.

Between 2011 and 2013, three breeders of variegated squirrels (Sciurus variegatoides) had encephalitis with similar clinical signs and died 2 to 4 months after onset of the clinical symptoms. With the use of a metagenomic approach that incorporated next-generation sequencing and real-time reverse-transcriptase quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR), the presence of a previously unknown bornavirus was detected in a contact squirrel and in brain samples from the three patients. Phylogenetic analyses showed that this virus, tentatively named variegated squirrel 1 bornavirus (VSBV-1), forms a lineage separate from that of the known bornavirus species. (Funded by the Federal Ministry of Food and Agriculture [Germany] and others.).

Abstract During the evolution of SARS-CoV-2 in humans a D614G substitution in the spike (S) protein emerged and became the predominant circulating variant (S-614G) of the COVID-19 pandemic 1 . However, whether the increasing prevalence of the S-614G variant represents a fitness advantage that improves replication and/or transmission in humans or is merely due to founder effects remains elusive. Here, we generated isogenic SARS-CoV-2 variants and demonstrate that the S-614G variant has (i) enhanced binding to human ACE2, (ii) increased replication in primary human bronchial and nasal airway epithelial cultures as well as in a novel human ACE2 knock-in mouse model, and (iii) markedly increased replication and transmissibility in hamster and ferret models of SARS-CoV-2 infection. Collectively, our data show that while the S-614G substitution results in subtle increases in binding and replication in vitro , it provides a real competitive advantage in vivo , particularly during the transmission bottle neck, providing an explanation for the global predominance of S-614G variant among the SARS-CoV-2 viruses currently circulating.