Global dispersal and increasing frequency of the SARS-CoV-2 spike protein variant D614G are suggestive of a selective advantage but may also be due to a random founder effect. We investigate the hypothesis for positive selection of spike D614G in the United Kingdom using more than 25,000 whole genome SARS-CoV-2 sequences. Despite the availability of a large dataset, well represented by both spike 614 variants, not all approaches showed a conclusive signal of positive selection. Population genetic analysis indicates that 614G increases in frequency relative to 614D in a manner consistent with a selective advantage. We do not find any indication that patients infected with the spike 614G variant have higher COVID-19 mortality or clinical severity, but 614G is associated with higher viral load and younger age of patients. Significant differences in growth and size of 614G phylogenetic clusters indicate a need for continued study of this variant.

BackgroundA new variant of SARS-CoV-2, B.1.1.7, emerged as the dominant cause of COVID-19 disease in the UK from November, 2020. We report a post-hoc analysis of the efficacy of the adenoviral vector vaccine, ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222), against this variant.MethodsVolunteers (aged ≥18 years) who were enrolled in phase 2/3 vaccine efficacy studies in the UK, and who were randomly assigned (1:1) to receive ChAdOx1 nCoV-19 or a meningococcal conjugate control (MenACWY) vaccine, provided upper airway swabs on a weekly basis and also if they developed symptoms of COVID-19 disease (a cough, a fever of 37·8°C or higher, shortness of breath, anosmia, or ageusia). Swabs were tested by nucleic acid amplification test (NAAT) for SARS-CoV-2 and positive samples were sequenced through the COVID-19 Genomics UK consortium. Neutralising antibody responses were measured using a live-virus microneutralisation assay against the B.1.1.7 lineage and a canonical non-B.1.1.7 lineage (Victoria). The efficacy analysis included symptomatic COVID-19 in seronegative participants with a NAAT positive swab more than 14 days after a second dose of vaccine. Participants were analysed according to vaccine received. Vaccine efficacy was calculated as 1 − relative risk (ChAdOx1 nCoV-19 vs MenACWY groups) derived from a robust Poisson regression model. This study is continuing and is registered with ClinicalTrials.gov, NCT04400838, and ISRCTN, 15281137.FindingsParticipants in efficacy cohorts were recruited between May 31 and Nov 13, 2020, and received booster doses between Aug 3 and Dec 30, 2020. Of 8534 participants in the primary efficacy cohort, 6636 (78%) were aged 18–55 years and 5065 (59%) were female. Between Oct 1, 2020, and Jan 14, 2021, 520 participants developed SARS-CoV-2 infection. 1466 NAAT positive nose and throat swabs were collected from these participants during the trial. Of these, 401 swabs from 311 participants were successfully sequenced. Laboratory virus neutralisation activity by vaccine-induced antibodies was lower against the B.1.1.7 variant than against the Victoria lineage (geometric mean ratio 8·9, 95% CI 7·2–11·0). Clinical vaccine efficacy against symptomatic NAAT positive infection was 70·4% (95% CI 43·6–84·5) for B.1.1.7 and 81·5% (67·9–89·4) for non-B.1.1.7 lineages.InterpretationChAdOx1 nCoV-19 showed reduced neutralisation activity against the B.1.1.7 variant compared with a non-B.1.1.7 variant in vitro, but the vaccine showed efficacy against the B.1.1.7 variant of SARS-CoV-2.FundingUK Research and Innovation, National Institute for Health Research (NIHR), Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, NIHR Oxford Biomedical Research Centre, Thames Valley and South Midlands NIHR Clinical Research Network, and AstraZeneca.

It has been thought that Clostridium difficile infection is transmitted predominantly within health care settings. However, endemic spread has hampered identification of precise sources of infection and the assessment of the efficacy of interventions.

The SARS-CoV-2 delta (B.1.617.2) variant was first detected in England in March, 2021. It has since rapidly become the predominant lineage, owing to high transmissibility. It is suspected that the delta variant is associated with more severe disease than the previously dominant alpha (B.1.1.7) variant. We aimed to characterise the severity of the delta variant compared with the alpha variant by determining the relative risk of hospital attendance outcomes.

The rise of antibiotic-resistant bacteria has led to an urgent need for rapid detection of drug resistance in clinical samples, and improvements in global surveillance. Here we show how de Bruijn graph representation of bacterial diversity can be used to identify species and resistance profiles of clinical isolates. We implement this method for Staphylococcus aureus and Mycobacterium tuberculosis in a software package ('Mykrobe predictor') that takes raw sequence data as input, and generates a clinician-friendly report within 3 minutes on a laptop. For S. aureus, the error rates of our method are comparable to gold-standard phenotypic methods, with sensitivity/specificity of 99.1%/99.6% across 12 antibiotics (using an independent validation set, n=470). For M. tuberculosis, our method predicts resistance with sensitivity/specificity of 82.6%/98.5% (independent validation set, n=1,609); sensitivity is lower here, probably because of limited understanding of the underlying genetic mechanisms. We give evidence that minor alleles improve detection of extremely drug-resistant strains, and demonstrate feasibility of the use of emerging single-molecule nanopore sequencing techniques for these purposes.

Vaccines based on the spike protein of SARS-CoV-2 are a cornerstone of the public health response to COVID-19. The emergence of hypermutated, increasingly transmissible variants of concern (VOCs) threaten this strategy. Omicron (B.1.1.529), the fifth VOC to be described, harbours multiple amino acid mutations in spike, half of which lie within the receptor-binding domain. Here we demonstrate substantial evasion of neutralization by Omicron BA.1 and BA.2 variants in vitro using sera from individuals vaccinated with ChAdOx1, BNT162b2 and mRNA-1273. These data were mirrored by a substantial reduction in real-world vaccine effectiveness that was partially restored by booster vaccination. The Omicron variants BA.1 and BA.2 did not induce cell syncytia in vitro and favoured a TMPRSS2-independent endosomal entry pathway, these phenotypes mapping to distinct regions of the spike protein. Impaired cell fusion was determined by the receptor-binding domain, while endosomal entry mapped to the S2 domain. Such marked changes in antigenicity and replicative biology may underlie the rapid global spread and altered pathogenicity of the Omicron variant.

ABSTRACT A robust high-throughput multilocus sequence typing (MLST) scheme for Clostridium difficile was developed and validated using a diverse collection of 50 reference isolates representing 45 different PCR ribotypes and 102 isolates from recent clinical samples. A total of 49 PCR ribotypes were represented overall. All isolates were typed by MLST and yielded 40 sequence types (STs). A web-accessible database was set up ( http://pubmlst.org/cdifficile/ ) to facilitate the dissemination and comparison of C. difficile MLST genotyping data among laboratories. MLST and PCR ribotyping were similar in discriminatory abilities, having indices of discrimination of 0.90 and 0.92, respectively. Some STs corresponded to a single PCR ribotype (32/40), other STs corresponded to multiple PCR ribotypes (8/40), and, conversely, the PCR ribotype was not always predictive of the ST. The total number of variable nucleotide sites in the concatenated MLST sequences was 103/3,501 (2.9%). Concatenated MLST sequences were used to construct a neighbor-joining tree which identified four phylogenetic groups of STs and one outlier (ST-11; PCR ribotype 078). These groups apparently correlate with clades identified previously by comparative genomics. The MLST scheme was sufficiently robust to allow direct genotyping of C. difficile in total stool DNA extracts without isolate culture. The direct (nonculture) MLST approach may prove useful as a rapid genotyping method, potentially benefiting individual patients and informing hospital infection control.

We report severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike ΔH69/V70 in multiple independent lineages, often occurring after acquisition of receptor binding motif replacements such as N439K and Y453F, known to increase binding affinity to the ACE2 receptor and confer antibody escape. In vitro, we show that, although ΔH69/V70 itself is not an antibody evasion mechanism, it increases infectivity associated with enhanced incorporation of cleaved spike into virions. ΔH69/V70 is able to partially rescue infectivity of spike proteins that have acquired N439K and Y453F escape mutations by increased spike incorporation. In addition, replacement of the H69 and V70 residues in the Alpha variant B.1.1.7 spike (where ΔH69/V70 occurs naturally) impairs spike incorporation and entry efficiency of the B.1.1.7 spike pseudotyped virus. Alpha variant B.1.1.7 spike mediates faster kinetics of cell-cell fusion than wild-type Wuhan-1 D614G, dependent on ΔH69/V70. Therefore, as ΔH69/V70 compensates for immune escape mutations that impair infectivity, continued surveillance for deletions with functional effects is warranted.

Nature Communications 6: Article number: 10063 (2015); Published: 21 December 2015; Updated: 20 April 2016 In Supplementary Data 3 of this Article, one of the Staphylococcus aureus accession codes is incorrect, as follows: SRR2101499 should be ERR1197981.

Patterns and bottlenecks A year into the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 pandemic, we are experiencing waves of new variants emerging. Some of these variants have worrying functional implications, such as increased transmissibility or antibody treatment escape. Lythgoe et al. have undertaken in-depth sequencing of more than 1000 hospital patients' isolates to find out how the virus is mutating within individuals. Overall, there seem to be consistent and reproducible patterns of within-host virus diversity. The authors observed only one or two variants in most samples, but a few carried many variants. Although the evidence indicates strong purifying selection, including in the spike protein responsible for viral entry, the authors also saw evidence for transmission clusters associated with households and other possible superspreader events. After transmission, most variants fizzled out, but occasionally some initiated ongoing transmission and wider dissemination. Science , this issue p. eabg0821