White-tailed deer ( Odocoileus virginianus ) are highly susceptible to infection by SARS-CoV-2, with multiple reports of widespread spillover of virus from humans to free-living deer. While the recently emerged SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron variant of concern (VoC) has been shown to be notably more transmissible amongst humans, its ability to cause infection and spillover to non-human animals remains a challenge of concern. We found that 19 of the 131 (14.5%; 95% CI: 0.10-0.22) white-tailed deer opportunistically sampled on Staten Island, New York, between December 12, 2021, and January 31, 2022, were positive for SARS-CoV-2 specific serum antibodies using a surrogate virus neutralization assay, indicating prior exposure. The results also revealed strong evidence of age-dependence in antibody prevalence. A significantly (χ 2 , p < 0.001) greater proportion of yearling deer possessed neutralizing antibodies as compared with fawns (OR=12.7; 95% CI 4-37.5). Importantly, SARS-CoV-2 nucleic acid was detected in nasal swabs from seven of 68 (10.29%; 95% CI: 0.0-0.20) of the sampled deer, and whole-genome sequencing identified the SARS-CoV-2 Omicron VoC (B.1.1.529) is circulating amongst the white-tailed deer on Staten Island. Phylogenetic analyses revealed the deer Omicron sequences clustered closely with other, recently reported Omicron sequences recovered from infected humans in New York City and elsewhere, consistent with human to deer spillover. Interestingly, one individual deer was positive for viral RNA and had a high level of neutralizing antibodies, suggesting either rapid serological conversion during an ongoing infection or a "breakthrough" infection in a previously exposed animal. Together, our findings show that the SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron VoC can infect white-tailed deer and highlights an urgent need for comprehensive surveillance of susceptible animal species to identify ecological transmission networks and better assess the potential risks of spillback to humans.These studies provide strong evidence of infection of free-living white-tailed deer with the SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron variant of concern on Staten Island, New York, and highlight an urgent need for investigations on human-to-animal-to-human spillovers/spillbacks as well as on better defining the expanding host-range of SARS-CoV-2 in non-human animals and the environment.

Abstract Recent evidence of circulation of multiple strains within herds and mixed infections of cows marks the beginning of a rethink of our knowledge on Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) epidemiology. Strain typing opens new ways to investigate MAP transmission. This work presents a method for reconstructing infection chains in a setting of endemic Johne’s disease on a well-managed dairy farm. By linking genomic data with demographic field data, strain-specific differences in spreading patterns could be quantified for a densely sampled dairy herd. Mixed infections of dairy cows with MAP are common, and some strains spread more successfully. Infected cows remain susceptible for co-infections with other MAP genotypes. The model suggested that cows acquired infection from 1–4 other cows and spread infection to 0–17 individuals. Reconstructed infection chains supported the hypothesis that high shedding animals that started to shed at an early age and showed a progressive infection pattern represented a greater risk for spreading MAP. Transmission of more than one genotype between animals was recorded. In this farm with a good MAP control management program, adult-to-adult contact was proposed as the most important transmission route to explain the reconstructed networks. For each isolate, at least one more likely ancestor could be inferred. Our study results help to capture underlying transmission processes and to understand the challenges of tracing MAP spread within a herd. Only the combination of precise longitudinal field data and bacterial strain type information made it possible to trace infection in such detail.

We report an update to the reference genome of the bovine tuberculosis bacillus Mycobacterium bovis AF2122/97 generated using an integrative multi-omics approach. Updates include 42 new CDS, 14 modified annotations, 26 SNP corrections, and disclosure that the RD900 locus, previously described as absent from the genome, is in fact present.

Abstract Livestock production is a fundamental pillar of the Moroccan economy. Infectious diseases of cattle and other species represent a significant threat to the livestock industry, animal health, and food safety and security. Bovine tuberculosis (bTB), mainly caused by Mycobacterium bovis ( M. bovis ), generates considerable direct and indirect economic losses, in addition to the unknown human health burden caused by zoonotic transmission. Previous studies have suggested likely M. bovis transmission links between Morocco and Southern Europe, however, limitations inherent with the methods used prevented more definitive conclusions from being drawn. In this study, we employed whole genome sequencing analysis of a large set of M. bovis isolates to better define the phylogenetic links between strains from Morocco and neighboring countries. A total of 780 M. bovis sequences representing 36 countries were included in the study. The results of SNP analysis showed a close genetic relationship between M. bovis from Morocco and each of Spain, France, Portugal and Germany, this is supported by animal trade between Morocco and these countries, in addition to the important human migration from Morocco to Europe and North America. Regarding zoonotic tuberculosis (TB) transmission, we were able to find genetic links between M. bovis isolates from cattle in Morocco and humans in Italy, Germany, and the UK. These results support our hypothesis of significant transmission of M. bovis from cattle to humans, which calls for further investigations of zoonotic TB transmission in Morocco and in other countries. The fact that no M. bovis sequences from North Africa in the present database were classified as AF1 or AF2 clonal complexes suggests that the Sahara might play a role in preventing M. bovis transmission between North Africa and Sub-Saharan Africa. Our study benefits from a large sample size and a rich dataset that includes sequences from cattle, wildlife, and humans from Morocco and neighboring countries, enabling the delineation of M. bovis transmission routes within the animal-human interface.

Background: Zoonotic tuberculosis (zTB) is the transmission of Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) subspecies from animals to humans. zTB is generally quantified by determining the proportion of human isolates that are Mycobacterium bovis . Although India has the world's largest number of human TB cases and the largest cattle population, where bovine TB is endemic, the burden of zTB is unknown. Methods: To obtain estimates of zTB in India, a PCR-based approach was applied to sub-speciate positive MGIT® cultures from 940 patients (548 pulmonary, 392 extrapulmonary disease) at a large referral hospital in India. Twenty-five isolates of interest were subject to whole genome sequencing (WGS) and compared with 715 publicly available MTBC sequences from South Asia. Findings: A conclusive identification was obtained for 939 samples; wildtype M. bovis was not identified (95% CI: 0 – 0.4%). There were 912 M. tuberculosis sensu stricto (97.0%, 95% CI: 95.7 – 98.0), 7 M. orygis (95% CI: 0.3 – 1.5%); 5 M. bovis BCG, and 15 non-tuberculous mycobacteria. WGS analysis of 715 MTBC sequences again identified no M. bovis (95% CI: 0 – 0.4%). Human and cattle MTBC isolates were interspersed within the M. orgyis and M. tuberculosis sensu stricto lineages. Interpretation: M. bovis prevalence in humans is an inadequate proxy of zTB in India. The recovery of M. orygis from humans, together with the finding of M. tuberculosis in cattle, underscores the need for One Health investigations to assess the burden of zTB in countries with endemic bovine TB. Funding: Bill & Melinda Gates Foundation, Canadian Institutes for Health Research

Abstract Understanding the microbial genomic contributors to antimicrobial resistance (AMR) is essential for early detection of emerging AMR infections, a pressing global health threat in human and veterinary medicine. Here we used whole genome sequencing and antibiotic susceptibility test data from 980 disease causing Escherichia coli isolated from companion and farm animals to model AMR genotypes and phenotypes for 24 antibiotics. We determined the strength of genotype-to-phenotype relationships for 197 AMR genes with elastic net logistic regression. Model predictors were designed to evaluate different potential modes of AMR genotype translation into resistance phenotypes. Our results show a model that considers the presence of individual AMR genes and total number of AMR genes present from a set of genes known to confer resistance was able to accurately predict isolate resistance on average (mean F 1 score = 98.0%, SD = 2.3%, mean accuracy = 98.2%, SD = 2.7%). However, fitted models sometimes varied for antibiotics in the same class and for the same antibiotic across animal hosts, suggesting heterogeneity in the genetic determinants of AMR resistance. We conclude that an interpretable AMR prediction model can be used to accurately predict resistance phenotypes across multiple host species and reveal testable hypotheses about how the mechanism of resistance may vary across antibiotics within the same class and across animal hosts for the same antibiotic.

Abstract Background Several single nucleotide polymorphism (SNP) pipelines exist, each offering its own advantages. Among them and described here is vSNP that has been developed over the past decade and is specifically tailored to meet the needs of diagnostic laboratories. Laboratories that aim to provide rapid whole genome sequencing results during outbreak investigations face unique challenges. vSNP addresses these challenges by enabling users to verify and validate sequence accuracy with ease- having utility across various pathogens, being fully auditable, and presenting results that are easy to interpret and can be comprehended by individuals with diverse backgrounds. Results vSNP has proven effective for real-time phylogenetic analysis of disease outbreaks and eradication efforts, including bovine tuberculosis, brucellosis, virulent Newcastle disease, SARS-CoV-2, African swine fever, and highly pathogenic avian influenza. The pipeline produces easy-to-read SNP matrices, sorted for convenience, as well as corresponding phylogenetic trees, making the output easily understandable. Essential data for verifying SNPs is included in the output, and the process has been divided into two steps for ease of use and faster processing times. vSNP requires minimal computational resources to run and can be run in a wide range of environments. Several utilities have been developed to make analysis more accessible for subject matter experts who may not have computational expertise. Conclusion The vSNP pipeline integrates seamlessly into a diagnostic workflow and meets the criteria for quality control accreditation programs, such as 17025 by the International Organization for Standardization. Its versatility and robustness make it suitable for use with a diverse range of organisms, providing detailed, reproducible, and transparent results, making it a valuable tool in various applications, including phylogenetic analysis performed in real time.