Abstract The SARS-CoV-2 pandemic rages on with devasting consequences on human lives and the global economy 1,2 . The discovery and development of virus-neutralizing monoclonal antibodies could be one approach to treat or prevent infection by this novel coronavirus. Here we report the isolation of 61 SARS-CoV-2-neutralizing monoclonal antibodies from 5 infected patients hospitalized with severe disease. Among these are 19 antibodies that potently neutralized the authentic SARS-CoV-2 in vitro , 9 of which exhibited exquisite potency, with 50% virus-inhibitory concentrations of 0.7 to 9 ng/mL. Epitope mapping showed this collection of 19 antibodies to be about equally divided between those directed to the receptor-binding domain (RBD) and those to the N-terminal domain (NTD), indicating that both of these regions at the top of the viral spike are immunogenic. In addition, two other powerful neutralizing antibodies recognized quaternary epitopes that are overlapping with the domains at the top of the spike. Cryo-electron microscopy reconstructions of one antibody targeting RBD, a second targeting NTD, and a third bridging two separate RBDs revealed recognition of the closed, “all RBD-down” conformation of the spike. Several of these monoclonal antibodies are promising candidates for clinical development as potential therapeutic and/or prophylactic agents against SARS-CoV-2.

Abstract The devastation caused by SARS-CoV-2 has made clear the importance of pandemic preparedness. To address future zoonotic outbreaks due to related viruses in the sarbecovirus subgenus, we identified a human monoclonal antibody, 10-40, that neutralized or bound all sarbecoviruses tested in vitro and protected against SARS-CoV-2 and SARS-CoV in vivo . Comparative studies with other receptor-binding domain (RBD)-directed antibodies showed 10-40 to have the greatest breadth against sarbecoviruses and thus its promise as an agent for pandemic preparedness. Moreover, structural analyses on 10-40 and similar antibodies not only defined an epitope cluster in the inner face of the RBD that is well conserved among sarbecoviruses, but also uncovered a new antibody class with a common CDRH3 motif. Our analyses also suggested that elicitation of this class of antibodies may not be overly difficult, an observation that bodes well for the development of a pan-sarbecovirus vaccine. One sentence summary A monoclonal antibody that neutralizes or binds all sarbecoviruses tested and represents a reproducible antibody class.

ABSTRACT Robust severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection in nasal turbinate (NT) accounts for high viral transmissibility, yet whether neutralizing IgA antibodies can control it remains unknown. Here, we evaluated receptor binding domain (RBD)-specific monomeric B8-mIgA1 and B8-mIgA2, and dimeric B8-dIgA1 and B8-dIgA2 against intranasal SARS-CoV-2 challenge in Syrian hamsters. These antibodies exhibited comparably potent neutralization against authentic virus by competing with human angiotensin converting enzyme-2 (ACE2) receptor for RBD binding. While reducing viruses in lungs, pre-exposure intranasal B8-dIgA1 or B8-dIgA2 led to 81-fold more infectious viruses and severer damage in NT than placebo. Virus-bound B8-dIgA1 and B8-dIgA2 could engage CD209 as an alternative receptor for entry into ACE2-negative cells and allowed viral cell-to-cell transmission. Cryo-EM revealed B8 as a class II neutralizing antibody binding trimeric RBDs in 3-up or 2-up/1-down conformation. Therefore, RBD-specific neutralizing dIgA engages an unexpected action for enhanced SARS-CoV-2 nasal infection and injury in Syrian hamsters.

SUMMARY Highly transmissible SARS-CoV-2 Omicron variant has posted a new crisis for COVID-19 pandemic control. Within a month, Omicron is dominating over Delta variant in several countries probably due to immune evasion. It remains unclear whether vaccine-induced memory responses can be recalled by Omicron infection. Here, we investigated host immune responses in the first vaccine-breakthrough case of Omicron infection in Hong Kong. We found that the breakthrough infection rapidly recruited potent cross-reactive broad neutralizing antibodies (bNAbs) against current VOCs, including Alpha, Beta, Gamma, Delta and Omicron, from unmeasurable IC 50 values to mean 1:2929 at around 9-12 days, which were higher than the mean peak IC 50 values of BioNTech-vaccinees. Cross-reactive spike- and nucleocapsid-specific CD4 and CD8 T cell responses were detected. Similar results were also obtained in the second vaccine-breakthrough case of Omicron infection. Our preliminary findings may have timely implications to booster vaccine optimization and preventive strategies of pandemic control.

Abstract We present and analyze observations of polarized dust emission at 850 μ m toward the central 1 × 1 pc hub-filament structure of Monoceros R2 (Mon R2). The data are obtained with SCUBA-2/POL-2 on the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) as part of the B-fields in Star-forming Region Observations survey. The orientations of the magnetic field follow the spiral structure of Mon R2, which are well described by an axisymmetric magnetic field model. We estimate the turbulent component of the magnetic field using the angle difference between our observations and the best-fit model of the underlying large-scale mean magnetic field. This estimate is used to calculate the magnetic field strength using the Davis–Chandrasekhar–Fermi method, for which we also obtain the distribution of volume density and velocity dispersion using a column density map derived from Herschel data and the C 18 O ( J = 3 − 2) data taken with HARP on the JCMT, respectively. We make maps of magnetic field strengths and mass-to-flux ratios, finding that magnetic field strengths vary from 0.02 to 3.64 mG with a mean value of 1.0 ± 0.06 mG, and the mean critical mass-to-flux ratio is 0.47 ± 0.02. Additionally, the mean Alfvén Mach number is 0.35 ± 0.01. This suggests that, in Mon R2, the magnetic fields provide resistance against large-scale gravitational collapse, and the magnetic pressure exceeds the turbulent pressure. We also investigate the properties of each filament in Mon R2. Most of the filaments are aligned along the magnetic field direction and are magnetically subcritical.

ABSTRACT The strikingly high transmissibility and antibody evasion of SARS-CoV-2 Omicron variant have posted great challenges on the efficacy of current vaccines and antibody immunotherapy.Here, we screened 34 BNT162b2-vaccinees and cloned a public broadly neutralizing antibody (bNAb) ZCB11 from an elite vaccinee. ZCB11 neutralized all authentic SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs), including Omicron and OmicronR346K with potent IC50 concentrations of 36.8 and 11.7 ng/mL, respectively. Functional analysis demonstrated that ZCB11 targeted viral receptor-binding domain (RBD) and competed strongly with ZB8, a known RBD-specific class II NAb. Pseudovirus-based mapping of 57 naturally occurred single mutations or deletions revealed that only S371L resulted in 11-fold neutralization resistance, but this phenotype was not observed in the Omicron variant. Furthermore,prophylactic ZCB11 administration protected lung infection against both the circulating pandemic Delta and Omicron variants in golden Syrian hamsters. These results demonstrated that vaccine-induced ZCB11 is a promising bNAb for immunotherapy against pandemic SARS-CoV-2 VOCs.

We present observations of polarized dust emission at 850 $\mu$m from the L43 molecular cloud which sits in the Ophiuchus cloud complex. The data were taken using SCUBA-2/POL-2 on the James Clerk Maxwell Telescope as a part of the BISTRO large program. L43 is a dense ($N_{\rm H_2}\sim 10^{22}$-10$^{23}$ cm$^{-2}$) complex molecular cloud with a submillimetre-bright starless core and two protostellar sources. There appears to be an evolutionary gradient along the isolated filament that L43 is embedded within, with the most evolved source closest to the Sco OB2 association. One of the protostars drives a CO outflow that has created a cavity to the southeast. We see a magnetic field that appears to be aligned with the cavity walls of the outflow, suggesting interaction with the outflow. We also find a magnetic field strength of up to $\sim$160$\pm$30 $\mu$G in the main starless core and up to $\sim$90$\pm$40 $\mu$G in the more diffuse, extended region. These field strengths give magnetically super- and sub-critical values respectively and both are found to be roughly trans-Alfv\'enic. We also present a new method of data reduction for these denser but fainter objects like starless cores.

The repeated emergence of highly pathogenic human coronaviruses as well as their evolving variants highlight the need to develop potent and broad-spectrum antiviral therapeutics and vaccines. By screening monoclonal antibodies (mAbs) isolated from COVID-19-convalescent patients, we found one mAb, 2-36, with cross-neutralizing activity against SARS-CoV. We solved the cryo-EM structure of 2-36 in complex with SARS-CoV-2 or SARS-CoV spike, revealing a highly conserved epitope in the receptor-binding domain (RBD). Antibody 2-36 neutralized not only all current circulating SARS-CoV-2 variants and SARS-COV, but also a panel of bat and pangolin sarbecoviruses that can use human angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a receptor. We selected 2-36-escape viruses in vitro and confirmed that K378T in SARS-CoV-2 RBD led to viral resistance. Taken together, 2-36 represents a strategic reserve drug candidate for the prevention and treatment of possible diseases caused by pre-emergent SARS-related coronaviruses. Its epitope defines a promising target for the development of a pan-sarbecovirus vaccine.

Abstract Background Nearly 4 billion doses of the BioNTech-mRNA and Sinovac-inactivated vaccines have been administrated globally, yet different vaccine-induced immunity against SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) remain incompletely investigated. Methods We compare the immunogenicity and durability of these two vaccines among fully vaccinated Hong Kong people. Findings Standard BioNTech and Sinovac vaccinations were tolerated and induced neutralizing antibody (NAb) (100% and 85.7%) and spike-specific CD4 T cell responses (96.7% and 82.1%), respectively. The geometric mean NAb IC 50 and median frequencies of reactive CD4 subsets were consistently lower among Sinovac-vaccinees than BioNTech-vaccinees. Against VOCs, NAb response rate and geometric mean IC 50 against B1.351 and B.1.617.2 were significantly lower for Sinovac (14.3%, 15 and 50%, 23.2) than BioNTech (79.4%, 107 and 94.1%, 131). Three months after vaccinations, NAbs to VOCs dropped near to detection limit, along with waning memory T cell responses, mainly among Sinovac-vaccinees. Interpretation Our results indicate that Sinovac-vaccinees may face higher risk to pandemic VOCs breakthrough infection. Funding This study was supported by the Hong Kong Research Grants Council Collaborative Research Fund (C7156-20GF to Z.C and C1134-20GF); the National Program on Key Research Project of China (Grant 2020YFC0860600, 2020YFA0707500 and 2020YFA0707504); Shenzhen Science and Technology Program (JSGG20200225151410198 and JCYJ20210324131610027); HKU Development Fund and LKS Faculty of Medicine Matching Fund to AIDS Institute; Hong Kong Innovation and Technology Fund, Innovation and Technology Commission and generous donation from the Friends of Hope Education Fund. Z.C.’s team was also partly supported by the Theme-Based Research Scheme (T11-706/18-N).

Summary Background The ongoing outbreak of SARS-CoV-2 Omicron BA.2 infections in Hong Kong, the model city of universal masking of the world, has resulted in a major public health crisis. Although the third vaccination resulted in strong boosting of neutralization antibody, vaccine efficacy and corelates of immune protection against the major circulating Omicron BA.2 remains to be investigated. Methods We investigated the vaccine efficacy against the Omicron BA.2 breakthrough infection among 470 public servants who had received different SARS-CoV-2 vaccine regimens including two-dose BNT162b2 (2×BNT, n=169), three-dose BNT162b2 (3×BNT, n=170), two-dose CoronaVac (2×CorV, n=34), three-dose CoronaVac (3×CorV, n=67) and third-dose BNT162b2 following 2×CorV (2×CorV+1BNT, n=32). Humoral and cellular immune responses after three-dose vaccination were further characterized and correlated with clinical characteristics of BA.2 infection. Findings During the BA.2 outbreak, 27.7% vaccinees were infected. The timely third-dose vaccination provided significant protection with lower incidence rates of breakthrough infections (2×BNT 49.2% vs 3×BNT 13.1%, p <0.0001; 2×CorV 44.1% vs 3×CoV 19.4%, p=0.003). Investigation of immune response on blood samples derived from 92 subjects in three-dose vaccination cohorts collected before the BA.2 outbreak revealed that the third-dose vaccination activated spike (S)-specific memory B cells and Omicron cross-reactive T cell responses, which correlated with reduced frequencies of breakthrough infections and disease severity rather than with types of vaccines. Moreover, the frequency of S-specific activated memory B cells was significantly lower in infected vaccinees than uninfected vaccinees before vaccine-breakthrough infection whereas IFN-γ + CD4 T cells were negatively associated with age and viral clearance time. Critically, BA.2 breakthrough infection boosted cross-reactive memory B cells with enhanced cross-neutralizing antibodies to Omicron sublineages, including BA.2.12.1 and BA.4/5, in all vaccinees tested. Interpretation Our results imply that the timely third vaccination and immune responses are likely required for vaccine-mediated protection against Omicron BA.2 pandemic. Although BA.2 conferred the highest neutralization resistance compared with variants of concern tested before the emergence of BA.2.12.1 and BA.4/5, the third dose vaccination-activated S-specific memory B cells and Omicron cross-reactive T cell responses contributed to reduced frequencies of breakthrough infection and disease severity. Neutralizing antibody potency enhanced by BA. 2 breakthrough infection with previous 3 doses of vaccines (CoronaVac or BNT162b2) may reduce the risk for infection of ongoing BA.2.12.1 and BA.4/5. Funding Hong Kong Research Grants Council Collaborative Research Fund, Health and Medical Research Fund, Wellcome Trust, Shenzhen Science and Technology Program, the Health@InnoHK, Innovation and Technology Commission of Hong Kong, China, National Program on Key Research Project, Emergency Key Program of Guangzhou Laboratory, donations from the Friends of Hope Education Fund and the Hong Kong Theme-Based Research Scheme.