Heightened surveillance of acute febrile illness in China since 2009 has led to the identification of a severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) with an unknown cause. Infection with Anaplasma phagocytophilum has been suggested as a cause, but the pathogen has not been detected in most patients on laboratory testing.

ABSTRACT Owing to the potential role of the tick Amblyomma cooperi in the enzootic cycle of Rickettsia rickettsii , the etiologic agent of Brazilian spotted fever (BSF), this study evaluated infection by Rickettsia species in A. cooperi ticks collected from an area in Brazil where BSF is endemic. Among a total of 40 A. cooperi adult ticks collected in an area of BSF endemicity in the state of São Paulo, PCR analysis detected DNA of Rickettsia bellii in 16 ticks (40%), and 3 other ticks (7.5%) were positive for a previously unidentified spotted-fever-group (SFG) rickettsia. Cultivation in Vero cell cultures by the shell vial technique with individual A. cooperi ticks resulted in two isolates of R. bellii and one isolate genotypically characterized as an SFG rickettsia. The two R. bellii isolates were established in Vero cell cultures in the laboratory and were confirmed to be R. bellii by molecular analysis of the gltA and 17-kDa protein-encoding genes and by electron microscopic analysis. The SFG rickettsial isolate could not be stably passaged in cell culture in the laboratory, but molecular analysis of early passages suggested that it was closely related to Rickettsia parkeri , Rickettsia africae , and Rickettsia sibirica. These results do not support the role of A. cooperi in the ecology of R. rickettsii in the area studied, but they add two more species of rickettsiae to the poorly developed list of species occurring in ticks in South America.

A large epidemic of anthrax that occurred in Sverdlovsk (now Ekaterinburg), Russia, in 1979 resulted in the deaths of many persons. A series of 42 necropsies, representing a majority of the fatalities from this outbreak, consistently revealed pathologic lesions diagnostic of inhalational anthrax, namely hemorrhagic necrosis of the thoracic lymph nodes in the lymphatic drainage of the lungs and hemorrhagic mediastinitis. Bacillus anthracis was recovered in bacterial cultures of 20 cases, and organisms were detected microscopically in the infected tissues of nearly all of the cases. A novel observation was primary focal hemorrhagic necrotizing pneumonia at the apparent portal of entry in 11 cases. Mesenteric lymphadenitis occurred in only 9 cases. This remarkably large series demonstrated the full range of effects of anthrax bacteremia and toxemia (edema especially adjacent to sites of extensive infection and pleural effusions) and hematogenously disseminated infection [hemorrhagic meningitis (21 cases) and multiple gastrointestinal submucosal hemorrhagic lesions (39 cases)].

Severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) is an emerging infectious disease caused by a newly discovered bunyavirus, SFTS virus (SFTSV), and causes high fatality (12% on average and as high as 30%). The objective of this study was to determine whether SFTSV could be transmitted from person to person. We analyzed sera of 13 patients from two clusters of unknown infectious diseases that occurred between September and November of 2006 in Anhui Province of China for SFTSV antibody by indirect immunofluorescence assay and for SFTSV RNA by RT-PCR. We found that all patients (n=14) had typical clinical symptoms of SFTS including fever, thrombocytopenia, and leukopenia and all secondary patients in both clusters got sick at 6–13 days after contacting or exposing to blood of index patients. We demonstrated that all patients in cluster 1 including the index patient and nine secondary patients and all three secondary patients in cluster 2 had seroconversion or fourfold increases in antibody titer to SFTSV and/or by RT-PCR amplification of SFTSV RNA from the acute serum. The index patient in cluster 2 was not analyzed because of lack of serum. No person who contacted the index patient during the same period, but were not exposed to the index patient blood, had got illness. We concluded that SFTSV can be transmitted from person to person through contacting patient's blood.

Emergence of SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs), including the highly transmissible Omicron and Delta strains, has posed constant challenges to the current COVID-19 vaccines that principally target the viral spike protein (S). Here, we report a nucleoside-modified messenger RNA (mRNA) vaccine that expresses the more conserved viral nucleoprotein (mRNA-N) and show that mRNA-N vaccination alone can induce modest control of SARS-CoV-2. Critically, combining mRNA-N with the clinically proven S-expressing mRNA vaccine (mRNA-S+N) induced robust protection against both Delta and Omicron variants. In the hamster models of SARS-CoV-2 VOC challenge, we demonstrated that, compared to mRNA-S alone, combination mRNA-S+N vaccination not only induced more robust control of the Delta and Omicron variants in the lungs but also provided enhanced protection in the upper respiratory tract. In vivo CD8 + T cell depletion suggested a potential role for CD8 + T cells in protection conferred by mRNA-S+N vaccination. Antigen-specific immune analyses indicated that N-specific immunity, as well as augmented S-specific immunity, was associated with enhanced protection elicited by the combination mRNA vaccination. Our findings suggest that combined mRNA-S+N vaccination is an effective approach for promoting broad protection against SARS-CoV-2 variants.

Abstract The emergence of SARS-CoV-2 has resulted in a worldwide pandemic causing significant damage to public health and the economy. Efforts to understand the mechanisms of COVID-19 disease have been hampered by the lack of robust mouse models. To overcome this barrier, we utilized a reverse genetic system to generate a mouse-adapted strain of SARS-CoV-2. Incorporating key mutations found in SARSCoV-2 variants, this model recapitulates critical elements of human infection including viral replication in the lung, immune cell infiltration, and significant in vivo disease. Importantly, mouse-adaptation of SARS-CoV-2 does not impair replication in human airway cells and maintains antigenicity similar to human SARS-CoV-2 strains. Utilizing this model, we demonstrate that SARS-CoV-2 infected mice are protected from lethal challenge with the original SARS-CoV, suggesting immunity from heterologous CoV strains. Together, the results highlight the utility of this mouse model for further study of SARS-CoV-2 infection and disease.

Abstract While SARS-CoV-2 continues to adapt for human infection and transmission, genetic variation outside of the spike gene remains largely unexplored. This study investigates a highly variable region at residues 203-205 in the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein. Recreating a mutation found in the alpha and omicron variants in an early pandemic (WA-1) background, we find that the R203K+G204R mutation is sufficient to enhance replication, fitness, and pathogenesis of SARS-CoV-2. The R203K+G204R mutant corresponds with increased viral RNA and protein both in vitro and in vivo . Importantly, the R203K+G204R mutation increases nucleocapsid phosphorylation and confers resistance to inhibition of the GSK-3 kinase, providing a molecular basis for increased virus replication. Notably, analogous alanine substitutions at positions 203+204 also increase SARS-CoV-2 replication and augment phosphorylation, suggesting that infection is enhanced through ablation of the ancestral ‘RG’ motif. Overall, these results demonstrate that variant mutations outside spike are key components in SARS-CoV-2’s continued adaptation to human infection. Author Summary Since its emergence, SARS-CoV-2 has continued to adapt for human infection resulting in the emergence of variants with unique genetic profiles. Most studies of genetic variation have focused on spike, the target of currently available vaccines, leaving the importance of variation elsewhere understudied. Here, we characterize a highly variable motif at residues 203-205 in nucleocapsid. Recreating the prominent nucleocapsid R203K+G204R mutation in an early pandemic background, we show that this mutation is alone sufficient to enhance SARS-CoV-2 replication and pathogenesis. We also link augmentation of SARS-CoV-2 infection by the R203K+G204R mutation to its modulation of nucleocapsid phosphorylation. Finally, we characterize an analogous alanine double substitution at positions 203-204. This mutant was found to mimic R203K+G204R, suggesting augmentation of infection occurs by disrupting the ancestral sequence. Together, our findings illustrate that mutations outside of spike are key components of SARS-CoV-2’s adaptation to human infection.

Abstract The furin cleavage site (FCS), an unusual feature in the SARS-CoV-2 spike protein, has been spotlighted as a factor key to facilitating infection and pathogenesis by increasing spike processing 1,2 . Similarly, the QTQTN motif directly upstream of the FCS is also an unusual feature for group 2B coronaviruses (CoVs). The QTQTN deletion has consistently been observed in in vitro cultured virus stocks and some clinical isolates 3 . To determine whether the QTQTN motif is critical to SARS-CoV-2 replication and pathogenesis, we generated a mutant deleting the QTQTN motif (ΔQTQTN). Here we report that the QTQTN deletion attenuates viral replication in respiratory cells in vitro and attenuates disease in vivo . The deletion results in a shortened, more rigid peptide loop that contains the FCS, and is less accessible to host proteases, such as TMPRSS2. Thus, the deletion reduced the efficiency of spike processing and attenuates SARS-CoV-2 infection. Importantly, the QTQTN motif also contains residues that are glycosylated 4 , and disruption its glycosylation also attenuates virus replication in a TMPRSS2-dependent manner. Together, our results reveal that three aspects of the S1/S2 cleavage site – the FCS, loop length, and glycosylation – are required for efficient SARS-CoV-2 replication and pathogenesis.

The evolution of SARS-CoV-2 variants and their respective phenotypes represents an important set of tools to understand basic coronavirus biology as well as the public health implications of individual mutations in variants of concern. While mutations outside of Spike are not well studied, the entire viral genome is undergoing evolutionary selection, particularly the central disordered linker region of the nucleocapsid (N) protein. Here, we identify a mutation (G215C), characteristic of the Delta variant, that introduces a novel cysteine into this linker domain, which results in the formation of a disulfide bond and a stable N-N dimer. Using reverse genetics, we determined that this cysteine residue is necessary and sufficient for stable dimer formation in a WA1 SARS-CoV-2 background, where it results in significantly increased viral growth both