SummaryBackgroundSevere acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants with a 382-nucleotide deletion (∆382) in the open reading frame 8 (ORF8) region of the genome have been detected in Singapore and other countries. We investigated the effect of this deletion on the clinical features of infection.MethodsWe retrospectively identified patients who had been screened for the ∆382 variant and recruited to the PROTECT study—a prospective observational cohort study conducted at seven public hospitals in Singapore. We collected clinical, laboratory, and radiological data from patients' electronic medical records and serial blood and respiratory samples taken during hospitalisation and after discharge. Individuals infected with the ∆382 variant were compared with those infected with wild-type SARS-CoV-2. Exact logistic regression was used to examine the association between the infection groups and the development of hypoxia requiring supplemental oxygen (an indicator of severe COVID-19, the primary endpoint). Follow-up for the study's primary endpoint is completed.FindingsBetween Jan 22 and March 21, 2020, 278 patients with PCR-confirmed SARS-CoV-2 infection were screened for the ∆382 deletion and 131 were enrolled onto the study, of whom 92 (70%) were infected with the wild-type virus, ten (8%) had a mix of wild-type and ∆382-variant viruses, and 29 (22%) had only the ∆382 variant. Development of hypoxia requiring supplemental oxygen was less frequent in the ∆382 variant group (0 [0%] of 29 patients) than in the wild-type only group (26 [28%] of 92; absolute difference 28% [95% CI 14–28]). After adjusting for age and presence of comorbidities, infection with the ∆382 variant only was associated with lower odds of developing hypoxia requiring supplemental oxygen (adjusted odds ratio 0·07 [95% CI 0·00–0·48]) compared with infection with wild-type virus only.InterpretationThe ∆382 variant of SARS-CoV-2 seems to be associated with a milder infection. The observed clinical effects of deletions in ORF8 could have implications for the development of treatments and vaccines.FundingNational Medical Research Council Singapore.

Abstract Given the ongoing SARS-CoV-2 pandemic, identification of immunogenic targets against the coronavirus spike glycoprotein will provide crucial advances towards the development of sensitive diagnostic tools and potential vaccine candidate targets. In this study, using pools of overlapping linear B-cell peptides, we report two IgG immunodominant regions on SARS-CoV-2 spike glycoprotein that are recognised by sera from COVID-19 convalescent patients. Notably, one is specific to SARS-CoV-2, which is located in close proximity to the receptor binding domain. The other region, which is localised at the fusion peptide, could potentially function as a pan-SARS target. Functionally, antibody depletion assays demonstrate that antibodies targeting these immunodominant regions significantly alter virus neutralisation capacities. Taken together, identification and validation of these neutralising B-cell epitopes will provide insights towards the design of diagnostics and vaccine candidates against this high priority coronavirus.

Abstract The ongoing SARS-CoV-2 pandemic demands rapid identification of immunogenic targets for the design of efficient vaccines and serological detection tools. In this report, using pools of overlapping linear peptides and functional assays, we present two immunodominant regions on the spike glycoprotein that were highly recognized by neutralizing antibodies in the sera of COVID-19 convalescent patients. One is highly specific to SARS-CoV-2, and the other is a potential pan-coronavirus target.

ABSTRACT The emergence of a SARS-CoV-2 variant with a point mutation in the spike (S) protein, D614G, has taken precedence over the original Wuhan isolate by May 2020. With an increased infection and transmission rate, it is imperative to determine whether antibodies induced against the D614 isolate may cross-neutralize against the G614 variant. In this report, profiling of the anti-SARS-CoV-2 humoral immunity reveals similar neutralization profiles against both S protein variants, albeit waning neutralizing antibody capacity at the later phase of infection. These findings provide further insights towards the validity of current immune-based interventions. IMPORTANCE Random mutations in the viral genome is a naturally occurring event that may lead to enhanced viral fitness and immunological resistance, while heavily impacting the validity of licensed therapeutics. A single point mutation from aspartic acid (D) to glycine (G) at position 614 of the SARS-CoV-2 spike (S) protein, termed D614G, has garnered global attention due to the observed increase in transmissibility and infection rate. Given that a majority of the developing antibody-mediated therapies and serological assays are based on the S antigen of the original Wuhan reference sequence, it is crucial to determine if humoral immunity acquired from the original SARS-CoV-2 isolate is able to induce cross-detection and cross-protection against the novel prevailing D614G variant.

Abstract SARS-CoV-2 is the novel coronavirus responsible for the current COVID-19 pandemic. Severe complications are observed only in a small proportion of infected patients but the cellular mechanisms underlying this progression are still unknown. Comprehensive flow cytometry of whole blood samples from 54 COVID-19 patients revealed a dramatic increase in the number of immature neutrophils. This increase strongly correlated with disease severity and was associated with elevated IL-6 and IP-10 levels, two key players in the cytokine storm. The most pronounced decrease in cell counts was observed for CD8 T-cells and VD2 γδ T-cells, which both exhibited increased differentiation and activation. ROC analysis revealed that the count ratio of immature neutrophils to CD8 or VD2 T-cells predicts pneumonia onset (0.9071) as well as hypoxia onset (0.8908) with high sensitivity and specificity. It would thus be a useful prognostic marker for preventive patient management and improved healthcare resource management.

Hand, foot and mouth disease (HFMD), caused by enterovirus 71 (EV71), presents mild to severe disease, and sometimes fatal neurological and respiratory manifestations. However, reasons for the severe pathogenesis remain undefined. To investigate this, infection and viral kinetics of EV71 isolates from clinical disease (mild, moderate and severe) from Sarawak, Malaysia, were characterized in human rhabdomyosarcoma (RD), neuroblastoma (SH-SY5Y) and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). High resolution transcriptomics was used to decipher EV71-host interactions in PBMCs. Ingenuity analyses revealed similar pathways triggered by all EV71 isolates, although the extent of activation varied. Importantly, several pathways were found to be specific to the severe isolate, including triggering receptor expressed on myeloid cells 1 (TREM-1) signaling. Depletion of TREM-1 in EV71-infected PBMCs with peptide LP17 resulted in decreased levels of pro-inflammatory genes, and reduced viral loads for the moderate and severe isolates. Mechanistically, this is the first report describing the transcriptome profiles during EV71 infections in primary human cells, and the involvement of TREM-1 in the severe disease pathogenesis, thus providing new insights for future treatment targets.

Zika virus (ZIKV) infection during pregnancy is associated with neurologic birth defects, but the effects on placental development are unclear. Full-term placentas from three women, each infected with ZIKV during specific pregnancy trimesters, were harvested for anatomic, immunologic and transcriptomic analysis. In this study, each woman exhibited a unique immune response, but they collectively diverged from healthy controls with raised IL-1RA, IP-10, EGF and RANTES expression, and neutrophil numbers during the acute infection phase. Although ZIKV NS3 antigens co-localized to placental Hofbauer cells, the placentas showed no anatomical defects. Transcriptomic analysis of samples from the placentas revealed that infection during trimester 1 caused a disparate cellular response centered on differential eIF2 signaling, mitochondrial dysfunction and oxidative phosphorylation. These findings should translate to improve clinical prenatal screening procedures for virus-infected pregnant patients.

Abstract Key immune signatures of SARS-CoV-2 infection may associate with either adverse immune reactions (severity) or simply an ongoing anti-viral response (temporality); how immune signatures contribute to severe manifestations and/or temporal progression of disease and whether longer disease duration correlates with severity remain unknown. Patient blood was comprehensively immunophenotyped via mass cytometry and multiplex cytokine arrays, leading to the identification of 327 basic subsets that were further stratified into more than 5000 immunotypes and correlated with 28 plasma cytokines. Low-density neutrophil abundance was closely correlated with hepatocyte growth factor levels, which in turn correlated with disease severity. Deep analysis also revealed additional players, namely conventional type 2 dendritic cells, natural killer T cells, plasmablasts and CD16 + monocytes, that can influence COVID-19 severity independent of temporal progression. Herein, we provide interactive network analysis and data visualization tools to facilitate data mining and hypothesis generation for elucidating COVID-19 pathogenesis.

Background: Recent Zika virus (ZIKV) outbreaks challenged existing laboratory diagnostic standards, especially for serology-based methods. Due to the genetic and structural similarity of ZIKV with other flaviviruses, this results in cross-reactive antibodies which confounds serological interpretations. Methods: Plasma from Singapore ZIKV patients was screened longitudinally for antibody responses and neutralizing capacities against ZIKV. Samples from healthy controls, ZIKV and DENV patients were further assessed using ZIKV and DENV peptides of precursor membrane (prM), envelope (E) or non-structural 1 (NS1) viral proteins in a peptide-based ELISA for epitope identification. Identified epitopes were re-validated and diagnostically evaluated using sera of patients with DENV, bacteria or unknown infections from Thailand. Results: Long-lasting ZIKV-neutralizing antibodies were elicited during ZIKV infection. Thirteen potential linear B-cell epitopes were identified and of these, four common flavivirus, three ZIKV-specific, and one DENV-specific differential epitopes had more than 50% sensitivities and specificities. Notably, ZIKV-specific peptide 26 on domain I/II of E protein (amino acid residues 271-288) presented 80% sensitivity and 85.7% specificity. Importantly, the differential epitopes also showed significance in differentiating non-flavivirus patient samples. Conclusions: Linear B-cell epitope candidates to differentiate ZIKV and DENV infections were identified, providing the first step towards the design of a much-needed serology-based assay.