In December 2019, a cluster of patients with pneumonia of unknown cause was linked to a seafood wholesale market in Wuhan, China. A previously unknown betacoronavirus was discovered through the use of unbiased sequencing in samples from patients with pneumonia. Human airway epithelial cells were used to isolate a novel coronavirus, named 2019-nCoV, which formed a clade within the subgenus sarbecovirus, Orthocoronavirinae subfamily. Different from both MERS-CoV and SARS-CoV, 2019-nCoV is the seventh member of the family of coronaviruses that infect humans. Enhanced surveillance and further investigation are ongoing. (Funded by the National Key Research and Development Program of China and the National Major Project for Control and Prevention of Infectious Disease in China.).

Abstract Background The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) first broke out in 2019 and subsequently spread worldwide. Chloroquine has been sporadically used in treating SARS-CoV-2 infection. Hydroxychloroquine shares the same mechanism of action as chloroquine, but its more tolerable safety profile makes it the preferred drug to treat malaria and autoimmune conditions. We propose that the immunomodulatory effect of hydroxychloroquine also may be useful in controlling the cytokine storm that occurs late phase in critically ill patients with SARS-CoV-2. Currently, there is no evidence to support the use of hydroxychloroquine in SARS-CoV-2 infection. Methods The pharmacological activity of chloroquine and hydroxychloroquine was tested using SARS-CoV-2–infected Vero cells. Physiologically based pharmacokinetic (PBPK) models were implemented for both drugs separately by integrating their in vitro data. Using the PBPK models, hydroxychloroquine concentrations in lung fluid were simulated under 5 different dosing regimens to explore the most effective regimen while considering the drug’s safety profile. Results Hydroxychloroquine (EC50 = 0.72 μM) was found to be more potent than chloroquine (EC50 = 5.47 μM) in vitro. Based on PBPK models results, a loading dose of 400 mg twice daily of hydroxychloroquine sulfate given orally, followed by a maintenance dose of 200 mg given twice daily for 4 days is recommended for SARS-CoV-2 infection, as it reached 3 times the potency of chloroquine phosphate when given 500 mg twice daily 5 days in advance. Conclusions Hydroxychloroquine was found to be more potent than chloroquine to inhibit SARS-CoV-2 in vitro.

ABSTRACT The monkeypox virus (mpox virus, MPXV) epidemic in 2022 poses a significant public health risk. However, the evolutionary principles of MPXV are largely unknown. Here, we examined the evolutionary patterns of protein sequences and codon usage in MPXV. We first showed the signal of positive selection in OPG027 specifically in Clade I. We then discovered accelerated protein sequence evolution over time in 2022 outbreak-causing variants. We also found strong epistasis between amino acid substitutions located in different genes. Codon adaptation index (CAI) analysis revealed that MPXV tended to use more unpreferred codons than human genes and that the CAI decreased with time and diverged between clades, with Clade I > IIa and IIb-A > IIb-B. Although the decrease in fatality rate in the three groups matched the CAI pattern, it is unclear whether this is a coincidence or if the deoptimization of codon usage in MPXV induced a decrease in fatality. This study sheds new light on the processes influencing the evolution of MPXV in human populations.

Background: The 2019 novel coronavirus (2019-nCoV or SARS-CoV-2) has spread more rapidly than any other betacoronavirus including SARS-CoV and MERS-CoV. However, the mechanisms responsible for infection and molecular evolution of this virus remained unclear. Methods: We collected and analyzed 120 genomic sequences of 2019-nCoV including 11 novel genomes from patients in China. Through comprehensive analysis of the available genome sequences of 2019-nCoV strains, we have tracked multiple inheritable SNPs and determined the evolution of 2019-nCoV relative to other coronaviruses. Results: Systematic analysis of 120 genomic sequences of 2019-nCoV revealed co-circulation of two genetic subgroups with distinct SNPs markers, which can be used to trace the 2019-nCoV spreading pathways to different regions and countries. Although 2019-nCoV, human and bat SARS-CoV share high homologous in overall genome structures, they evolved into two distinct groups with different receptor entry specificities through potential recombination in the receptor binding regions. In addition, 2019-nCoV has a unique four amino acid insertion between S1 and S2 domains of the spike protein, which created a potential furin or TMPRSS2 cleavage site. Conclusions: Our studies provided comprehensive insights into the evolution and spread of the 2019-nCoV. Our results provided evidence suggesting that 2019-nCoV may increase its infectivity through the receptor binding domain recombination and a cleavage site insertion.

COVID-19 has become a global pandemic that threatens millions of people worldwide. There is an urgent call for developing effective drugs against the virus (SARS-CoV-2) causing this disease. The main protease of SARS-CoV-2, 3C-like protease (3CLpro), is highly conserved across coronaviruses and is essential for the maturation process of viral polyprotein. Scutellariae radix (Huangqin in Chinese), the root of Scutellaria baicalensis has been widely used in traditional Chinese medicine to treat viral infection related symptoms. The extracts of S. baicalensis have exhibited broad spectrum antiviral activities. We studied the anti-SARS-CoV-2 activity of S. baicalensis and its ingredient compounds. We found that the ethanol extract of S. baicalensis inhibits SARS-CoV-2 3CLpro activity in vitro and the replication of SARS-CoV-2 in Vero cells with an EC50 of 0.74 μg/ml. Among the major components of S. baicalensis, baicalein strongly inhibits SARS-CoV-2 3CLpro activity with an IC50 of 0.39 μM. We further identified four baicalein analogue compounds from other herbs that inhibit SARS-CoV-2 3CLpro activity at microM concentration. Our study demonstrates that the extract of S. baicalensis has effective anti-SARS-CoV-2 activity and baicalein and analogue compounds are strong SARS-CoV-2 3CLpro inhibitors.