Too much or too little—better than some Dengue fever is caused by a mosquito-transmitted flavivirus resembling Zika virus. Both viruses can cause severe diseases in humans with catastrophic sequelae. It has been suspected in humans, and shown in animal models, that the host's immune responses can make disease worse. Katzelnick et al. examined data from a long-term study of Nicaraguan children exposed to dengue virus (see the Perspective by Feinberg and Ahmed). They confirmed that antibody-dependent enhancement of disease occurs at a specific range of antibody concentrations. Low levels of antibody did not enhance disease, intermediate levels exacerbated disease, and high antibody titers protected against severe disease. These findings have major implications for vaccines against flaviviruses. Indeed, recent vaccine trials have shown evidence of severe disease in some recipients who were previously exposed to virus. Science , this issue p. 929 ; see also p. 865

The rapid spread of dengue is a worldwide public health problem. In two clinical studies of dengue in Managua, Nicaragua, we observed an abrupt increase in disease severity across several epidemic seasons of dengue virus serotype 2 (DENV-2) transmission. Waning DENV-1 immunity appeared to increase the risk of severe disease in subsequent DENV-2 infections after a period of cross-protection. The increase in severity coincided with replacement of the Asian/American DENV-2 NI-1 clade with a new virus clade, NI-2B. In vitro analyses of viral isolates from the two clades and analysis of viremia in patient blood samples support the emergence of a fitter virus in later, relative to earlier, epidemic seasons. In addition, the NI-1 clade of viruses was more virulent specifically in children who were immune to DENV-1, whereas DENV-3 immunity was associated with more severe disease among NI-2B infections. Our data demonstrate that the complex interaction between viral genetics and population dynamics of serotype-specific immunity contributes to the risk of severe dengue disease. Furthermore, this work provides insights into viral evolution and the interaction between viral and immunological determinants of viral fitness and virulence.

Four dengue virus serotypes (DENV1-4) circulate globally, causing more human illness than any other arthropod-borne virus. Dengue can present as a range of clinical manifestations from undifferentiated fever to Dengue Fever to severe, life-threatening syndromes. However, most DENV infections are inapparent. Yet, little is known about determinants of inapparent versus symptomatic DENV infection outcome. Here, we analyzed over 2,000 DENV infections from 2004 to 2011 in a prospective pediatric cohort study in Managua, Nicaragua. Symptomatic cases were captured at the study health center, and paired healthy annual samples were examined on a yearly basis using serological methods to identify inapparent DENV infections. Overall, inapparent and symptomatic DENV infections were equally distributed by sex. The mean age of infection was 1.2 years higher for symptomatic DENV infections as compared to inapparent infections. Although inapparent versus symptomatic outcome did not differ by infection number (first, second or third/post-second DENV infections), substantial variation in the proportion of symptomatic DENV infections among all DENV infections was observed across study years. In participants with repeat DENV infections, the time interval between a first inapparent DENV infection and a second inapparent infection was significantly shorter than the interval between a first inapparent and a second symptomatic infection. This difference was not observed in subsequent infections. This result was confirmed using two different serological techniques that measure total anti-DENV antibodies and serotype-specific neutralizing antibodies, respectively. Taken together, these findings show that, in this study, age, study year and time interval between consecutive DENV infections influence inapparent versus symptomatic infection outcome, while sex and infection number had no significant effect. Moreover, these results suggest that the window of cross-protection induced by a first infection with DENV against a second symptomatic infection is approximately 2 years. These findings are important for modeling dengue epidemics and development of vaccines.

Zika dynamics in South America The infection dynamics of Zika virus (ZIKV) are difficult to characterize. Many ZIKV infections are asymptomatic, and the clinical presentation of ZIKV is nonspecific. Rodriguez-Barraquer et al. took advantage of a long-term health study under way in Salvador, Brazil, the epicenter of the recent outbreak in the Americas. They used multiple serological assays, from before and after the emergence of ZIKV in October 2015, to distinguish ZIKV immune responses from those against Dengue virus (DENV). About 73% of the population was attacked by ZIKV. The presence of preexisting antibodies to DENV was associated with less risk of ZIKV infection and fewer symptoms. Science , this issue p. 607

Epidemiologic studies indicate that obesity increases the risk of severe complications and death from influenza virus infections, especially in elderly individuals. This work investigates the effect of obesity on the duration of viral shedding within household transmission studies in Managua, Nicaragua, over 3 seasons (2015–2017). Symptomatic obese adults were shown to shed influenza A virus 42% longer than nonobese adults (adjusted event time ratio [ETR], 1.42; 95% confidence interval [CI], 1.06–1.89); no association was observed with influenza B virus shedding duration. Even among paucisymptomatic and asymptomatic adults, obesity increased the influenza A shedding duration by 104% (adjusted ETR, 2.04; 95% CI, 1.35–3.09). These findings suggest that obesity may play an important role in influenza transmission.

The Zika pandemic sparked intense interest in whether immune interactions among dengue virus serotypes 1 to 4 (DENV1 to -4) extend to the closely related Zika virus (ZIKV). We investigated prospective pediatric cohorts in Nicaragua that experienced sequential DENV1 to -3 (2004 to 2015), Zika (2016 to 2017), and DENV2 (2018 to 2020) epidemics. Risk of symptomatic DENV2 infection and severe disease was elevated by one prior ZIKV infection, one prior DENV infection, or one prior DENV infection followed by one ZIKV infection, compared with being flavivirus-naïve. By contrast, multiple prior DENV infections reduced dengue risk. Further, although high preexisting anti-DENV antibody titers protected against DENV1, DENV3, and ZIKV disease, intermediate titers induced by previous ZIKV or DENV infection enhanced future risk of DENV2 disease and severity, as well as DENV3 severity. The observation that prior ZIKV infection can modulate dengue disease severity like a DENV serotype poses challenges to development of dengue and Zika vaccines.

Abstract Background Obesity is on the rise globally in adults and children, including in tropical areas where diseases such as dengue have a substantial burden, particularly in children. Obesity impacts the risk of severe dengue disease; however, the impact on dengue virus (DENV) infection and dengue cases remains an open question. Methods We used 9 years of data from 5,940 children in the Pediatric Dengue Cohort Study in Nicaragua to examine whether pediatric obesity is associated with increased susceptibility to DENV infection and symptomatic presentation. Analysis was performed using Generalized Estimating Equations adjusted for age, sex, and pre-infection DENV antibody titers. Results From 2011 to 2019, children contributed 26,273 person-years of observation, and we observed an increase in the prevalence of overweight (from 12% to 17%) and obesity (from 7% to 13%). There were 1,682 DENV infections and 476 dengue cases in the study population. Compared to participants with normal weight, participants with obesity had higher odds of DENV infection (Adjusted Odds Ratio [aOR] 1.21, 95% confidence interval [CI] 1.03-1.42) and higher odds of dengue disease given infection (aOR 1.59, 95% CI 1.15-2.19). Children with obesity infected with DENV showed increased odds of presenting fever (aOR 1.46, 95% CI 1.05-2.02), headache (aOR 1.51, 95% CI 1.07-2.14), and rash (aOR 2.26, 95% CI 1.49-3.44) when compared with children with normal weight. Conclusions Our results indicate that obesity is associated with increased susceptibility to DENV infection and dengue cases in children, independently of age, sex, and pre-infection DENV antibody titers.

Abstract Every T cell receptor (TCR) repertoire is shaped by a complex probabilistic tangle of genetically determined biases and immune exposures. T cells combine a random V(D)J recombination process with a selection process to generate highly diverse and functional TCRs. The extent to which an individual’s genetic background is associated with their resulting TCR repertoire diversity has yet to be fully explored. Using a previously published repertoire sequencing dataset paired with high-resolution genome-wide genotyping from a large human cohort, we infer specific genetic loci associated with V(D)J recombination probabilities using genome-wide association inference. We show that V(D)J gene usage profiles are associated with variation in the TCRB locus and, specifically for the functional TCR repertoire, variation in the major histocompatibility complex locus. Further, we identify specific variations in the genes encoding the Artemis protein and the TdT protein to be associated with biasing junctional nucleotide deletion and N-insertion, respectively. These results refine our understanding of genetically-determined TCR repertoire biases by confirming and extending previous studies on the genetic determinants of V(D)J gene usage and providing the first examples of trans genetic variants which are associated with modifying junctional diversity. Together, these insights lay the groundwork for further explorations into how immune responses vary between individuals.