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.

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.

Summary The transplantation of spinal cord progenitor cells (SCPCs) derived from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) has beneficial effects on treating spinal cord injury (SCI). However, the presence of residual undifferentiated iPSCs amongst their differentiated progeny poses a high risk as it can develop teratomas or other types of tumors post-transplantation. Despite the need to remove these residual undifferentiated iPSCs, no specific surface markers can identify them for subsequent removal. By profiling the size of SCPCs after a 10-day differentiation process, we found that the large-sized group contains significantly more cells expressing pluripotent markers. In this study, we employed a sized-based, label-free separation using an inertial microfluidic-based device to remove tumor-risk cells. The device can reduce the number of undifferentiated cells from an SCPC population with high throughput ( i . e ., > 3 million cells per minute) without affecting cell viability and functions. The sorted cells were verified with immunofluorescence staining, flow cytometry analysis, and colony culture assay. We demonstrated the capabilities of our technology to reduce the percentage of OCT4-positive cells. Our technology has great potential for the ‘downstream processing’ of cell manufacturing workflow, ensuring better quality and safety of transplanted cells.

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.

Zika virus (ZIKV) has re-emerged in the population and caused unprecedented global outbreaks. Here, the transcriptomic consequences of ZIKV infection were studied systematically firstly in human peripheral blood CD14+ monocytes and monocyte-derived macrophages with high density RNA-sequencing. Analyses of the ZIKV genome revealed that the virus underwent genetic diversification and differential mRNA abundance was found in host cells during infection. Notably, there was a significant change in the cellular response with crosstalk between monocytes and natural killer (NK) cells as one of the highly identified pathway. Immune-phenotyping of peripheral blood from ZIKV-infected patients further confirmed the activation of NK cells during acute infection. ZIKV infection in peripheral blood cells isolated from healthy donors led to the induction of IFNγ and CD107a — two key markers of NK-cell function. Depletion of CD14+ monocytes from peripheral blood resulted in a reduction of these markers and reduced priming of NK cells during infection. This was complemented by the immunoproteomic changes observed. Mechanistically, ZIKV infection preferentially counterbalances monocyte and/or NK-cell activity, with implications for targeted cytokine immunotherapies.