BackgroundAn ongoing outbreak of pneumonia associated with a novel coronavirus was reported in Wuhan city, Hubei province, China. Affected patients were geographically linked with a local wet market as a potential source. No data on person-to-person or nosocomial transmission have been published to date.MethodsIn this study, we report the epidemiological, clinical, laboratory, radiological, and microbiological findings of five patients in a family cluster who presented with unexplained pneumonia after returning to Shenzhen, Guangdong province, China, after a visit to Wuhan, and an additional family member who did not travel to Wuhan. Phylogenetic analysis of genetic sequences from these patients were done.FindingsFrom Jan 10, 2020, we enrolled a family of six patients who travelled to Wuhan from Shenzhen between Dec 29, 2019 and Jan 4, 2020. Of six family members who travelled to Wuhan, five were identified as infected with the novel coronavirus. Additionally, one family member, who did not travel to Wuhan, became infected with the virus after several days of contact with four of the family members. None of the family members had contacts with Wuhan markets or animals, although two had visited a Wuhan hospital. Five family members (aged 36–66 years) presented with fever, upper or lower respiratory tract symptoms, or diarrhoea, or a combination of these 3–6 days after exposure. They presented to our hospital (The University of Hong Kong-Shenzhen Hospital, Shenzhen) 6–10 days after symptom onset. They and one asymptomatic child (aged 10 years) had radiological ground-glass lung opacities. Older patients (aged >60 years) had more systemic symptoms, extensive radiological ground-glass lung changes, lymphopenia, thrombocytopenia, and increased C-reactive protein and lactate dehydrogenase levels. The nasopharyngeal or throat swabs of these six patients were negative for known respiratory microbes by point-of-care multiplex RT-PCR, but five patients (four adults and the child) were RT-PCR positive for genes encoding the internal RNA-dependent RNA polymerase and surface Spike protein of this novel coronavirus, which were confirmed by Sanger sequencing. Phylogenetic analysis of these five patients' RT-PCR amplicons and two full genomes by next-generation sequencing showed that this is a novel coronavirus, which is closest to the bat severe acute respiatory syndrome (SARS)-related coronaviruses found in Chinese horseshoe bats.InterpretationOur findings are consistent with person-to-person transmission of this novel coronavirus in hospital and family settings, and the reports of infected travellers in other geographical regions.FundingThe Shaw Foundation Hong Kong, Michael Seak-Kan Tong, Respiratory Viral Research Foundation Limited, Hui Ming, Hui Hoy and Chow Sin Lan Charity Fund Limited, Marina Man-Wai Lee, the Hong Kong Hainan Commercial Association South China Microbiology Research Fund, Sanming Project of Medicine (Shenzhen), and High Level-Hospital Program (Guangdong Health Commission).

We identified seasonal human coronaviruses, influenza viruses and rhinoviruses in exhaled breath and coughs of children and adults with acute respiratory illness. Surgical face masks significantly reduced detection of influenza virus RNA in respiratory droplets and coronavirus RNA in aerosols, with a trend toward reduced detection of coronavirus RNA in respiratory droplets. Our results indicate that surgical face masks could prevent transmission of human coronaviruses and influenza viruses from symptomatic individuals. A study of 246 individuals with seasonal respiratory virus infections randomized to wear or not wear a surgical face mask showed that masks can significantly reduce detection of coronavirus and influenza virus in exhaled breath and may help interrupt virus transmission.

Although the finding of severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) in caged palm civets from live animal markets in China has provided evidence for interspecies transmission in the genesis of the SARS epidemic, subsequent studies suggested that the civet may have served only as an amplification host for SARS-CoV. In a surveillance study for CoV in noncaged animals from the wild areas of the Hong Kong Special Administration Region, we identified a CoV closely related to SARS-CoV (bat-SARS-CoV) from 23 (39%) of 59 anal swabs of wild Chinese horseshoe bats ( Rhinolophus sinicus ) by using RT-PCR. Sequencing and analysis of three bat-SARS-CoV genomes from samples collected at different dates showed that bat-SARS-CoV is closely related to SARS-CoV from humans and civets. Phylogenetic analysis showed that bat-SARS-CoV formed a distinct cluster with SARS-CoV as group 2b CoV, distantly related to known group 2 CoV. Most differences between the bat-SARS-CoV and SARS-CoV genomes were observed in the spike genes, ORF 3 and ORF 8, which are the regions where most variations also were observed between human and civet SARS-CoV genomes. In addition, the presence of a 29-bp insertion in ORF 8 of bat-SARS-CoV genome, not in most human SARS-CoV genomes, suggests that it has a common ancestor with civet SARS-CoV. Antibody against recombinant bat-SARS-CoV nucleocapsid protein was detected in 84% of Chinese horseshoe bats by using an enzyme immunoassay. Neutralizing antibody to human SARS-CoV also was detected in bats with lower viral loads. Precautions should be exercised in the handling of these animals.

ABSTRACT Recently, we reported the discovery of three novel coronaviruses, bulbul coronavirus HKU11, thrush coronavirus HKU12, and munia coronavirus HKU13, which were identified as representatives of a novel genus, Deltacoronavirus , in the subfamily Coronavirinae . In this territory-wide molecular epidemiology study involving 3,137 mammals and 3,298 birds, we discovered seven additional novel deltacoronaviruses in pigs and birds, which we named porcine coronavirus HKU15, white-eye coronavirus HKU16, sparrow coronavirus HKU17, magpie robin coronavirus HKU18, night heron coronavirus HKU19, wigeon coronavirus HKU20, and common moorhen coronavirus HKU21. Complete genome sequencing and comparative genome analysis showed that the avian and mammalian deltacoronaviruses have similar genome characteristics and structures. They all have relatively small genomes (25.421 to 26.674 kb), the smallest among all coronaviruses. They all have a single papain-like protease domain in the nsp3 gene; an accessory gene, NS6 open reading frame (ORF), located between the M and N genes; and a variable number of accessory genes (up to four) downstream of the N gene. Moreover, they all have the same putative transcription regulatory sequence of ACACCA. Molecular clock analysis showed that the most recent common ancestor of all coronaviruses was estimated at approximately 8100 BC, and those of Alphacoronavirus , Betacoronavirus , Gammacoronavirus , and Deltacoronavirus were at approximately 2400 BC, 3300 BC, 2800 BC, and 3000 BC, respectively. From our studies, it appears that bats and birds, the warm blooded flying vertebrates, are ideal hosts for the coronavirus gene source, bats for Alphacoronavirus and Betacoronavirus and birds for Gammacoronavirus and Deltacoronavirus , to fuel coronavirus evolution and dissemination.

ABSTRACT Despite extensive laboratory investigations in patients with respiratory tract infections, no microbiological cause can be identified in a significant proportion of patients. In the past 3 years, several novel respiratory viruses, including human metapneumovirus, severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus (SARS-CoV), and human coronavirus NL63, were discovered. Here we report the discovery of another novel coronavirus, coronavirus HKU1 (CoV-HKU1), from a 71-year-old man with pneumonia who had just returned from Shenzhen, China. Quantitative reverse transcription-PCR showed that the amount of CoV-HKU1 RNA was 8.5 to 9.6 × 10 6 copies per ml in his nasopharyngeal aspirates (NPAs) during the first week of the illness and dropped progressively to undetectable levels in subsequent weeks. He developed increasing serum levels of specific antibodies against the recombinant nucleocapsid protein of CoV-HKU1, with immunoglobulin M (IgM) titers of 1:20, 1:40, and 1:80 and IgG titers of <1:1,000, 1:2,000, and 1:8,000 in the first, second and fourth weeks of the illness, respectively. Isolation of the virus by using various cell lines, mixed neuron-glia culture, and intracerebral inoculation of suckling mice was unsuccessful. The complete genome sequence of CoV-HKU1 is a 29,926-nucleotide, polyadenylated RNA, with G+C content of 32%, the lowest among all known coronaviruses with available genome sequence. Phylogenetic analysis reveals that CoV-HKU1 is a new group 2 coronavirus. Screening of 400 NPAs, negative for SARS-CoV, from patients with respiratory illness during the SARS period identified the presence of CoV-HKU1 RNA in an additional specimen, with a viral load of 1.13 × 10 6 copies per ml, from a 35-year-old woman with pneumonia. Our data support the existence of a novel group 2 coronavirus associated with pneumonia in humans.

BackgroundEffective antiviral therapy is important for tackling the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic. We assessed the efficacy and safety of combined interferon beta-1b, lopinavir–ritonavir, and ribavirin for treating patients with COVID-19.MethodsThis was a multicentre, prospective, open-label, randomised, phase 2 trial in adults with COVID-19 who were admitted to six hospitals in Hong Kong. Patients were randomly assigned (2:1) to a 14-day combination of lopinavir 400 mg and ritonavir 100 mg every 12 h, ribavirin 400 mg every 12 h, and three doses of 8 million international units of interferon beta-1b on alternate days (combination group) or to 14 days of lopinavir 400 mg and ritonavir 100 mg every 12 h (control group). The primary endpoint was the time to providing a nasopharyngeal swab negative for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 RT-PCR, and was done in the intention-to-treat population. The study is registered with ClinicalTrials.gov, NCT04276688.FindingsBetween Feb 10 and March 20, 2020, 127 patients were recruited; 86 were randomly assigned to the combination group and 41 were assigned to the control group. The median number of days from symptom onset to start of study treatment was 5 days (IQR 3–7). The combination group had a significantly shorter median time from start of study treatment to negative nasopharyngeal swab (7 days [IQR 5–11]) than the control group (12 days [8–15]; hazard ratio 4·37 [95% CI 1·86–10·24], p=0·0010). Adverse events included self-limited nausea and diarrhoea with no difference between the two groups. One patient in the control group discontinued lopinavir–ritonavir because of biochemical hepatitis. No patients died during the study.InterpretationEarly triple antiviral therapy was safe and superior to lopinavir–ritonavir alone in alleviating symptoms and shortening the duration of viral shedding and hospital stay in patients with mild to moderate COVID-19. Future clinical study of a double antiviral therapy with interferon beta-1b as a backbone is warranted.FundingThe Shaw-Foundation, Richard and Carol Yu, May Tam Mak Mei Yin, and Sanming Project of Medicine.

BackgroundSevere acute respiratory syndrome (SARS) is a novel infectious disease with global impact. A virus from the family Coronaviridae has been identified as the cause, but the pathogenesis is still unclear.MethodsPost-mortem tissue samples from six patients who died from SARS in February and March, 2003, and an open lung biopsy from one of these patients were studied by histology and virology. Only one full autopsy was done. Evidence of infection with the SARS-associated coronavirus (SARS-CoV) and human metapneumovirus was sought by reverse-transcriptase PCR and serology. Pathological samples were examined by light and electron microscopy and immunohistochemistry.FindingsAll six patients had serological evidence of recent infection with SARS-CoV. Diffuse alveolar damage was common but not universal. Morphological changes identified were bronchial epithelial denudation, loss of cilia, and squamous metaplasia. Secondary bacterial pneumonia was present in one case. A giant-cell infiltrate was seen in four patients, with a pronounced increase in macrophages in the alveoli and the interstitium of the lung. Haemophagocytosis was present in two patients. The alveolar pneumocytes also showed cytomegaly with granular amphophilic cytoplasm. The patient for whom full autopsy was done had atrophy of the white pulp of the spleen. Electron microscopy revealed viral particles in the cytoplasm of epithelial cells corresponding to coronavirus.InterpretationSARS is associated with epithelial-cell proliferation and an increase in macrophages in the lung. The presence of haemophagocytosis supports the contention that cytokine dysregulation may account, at least partly, for the severity of the clinical disease. The case definition of SARS should acknowledge the range of lung pathology associated with this disease.Published online May 16, 2003 http://image.thelancet.com/extras/03art4347web.pdf

Abstract Background A physiological small-animal model that resembles COVID-19 with low mortality is lacking. Methods Molecular docking on the binding between angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) of common laboratory mammals and the receptor-binding domain of the surface spike protein of SARS-CoV-2 suggested that the golden Syrian hamster is an option. Virus challenge, contact transmission, and passive immunoprophylaxis studies were performed. Serial organ tissues and blood were harvested for histopathology, viral load and titer, chemokine/cytokine level, and neutralizing antibody titer. Results The Syrian hamster could be consistently infected by SARS-CoV-2. Maximal clinical signs of rapid breathing, weight loss, histopathological changes from the initial exudative phase of diffuse alveolar damage with extensive apoptosis to the later proliferative phase of tissue repair, airway and intestinal involvement with viral nucleocapsid protein expression, high lung viral load, and spleen and lymphoid atrophy associated with marked chemokine/cytokine activation were observed within the first week of virus challenge. The mean lung virus titer was between 105 and 107 TCID50/g. Challenged index hamsters consistently infected naive contact hamsters housed within the same cages, resulting in similar pathology but not weight loss. All infected hamsters recovered and developed mean serum neutralizing antibody titers ≥1:427 14 days postchallenge. Immunoprophylaxis with early convalescent serum achieved significant decrease in lung viral load but not in lung pathology. No consistent nonsynonymous adaptive mutation of the spike was found in viruses isolated from the infected hamsters. Conclusions Besides satisfying Koch’s postulates, this readily available hamster model is an important tool for studying transmission, pathogenesis, treatment, and vaccination against SARS-CoV-2.

The main route of transmission of SARS CoV infection is presumed to be respiratory droplets. However the virus is also detectable in other body fluids and excreta. The stability of the virus at different temperatures and relative humidity on smooth surfaces were studied. The dried virus on smooth surfaces retained its viability for over 5 days at temperatures of 22–25°C and relative humidity of 40–50%, that is, typical air-conditioned environments. However, virus viability was rapidly lost (>3 log 10 ) at higher temperatures and higher relative humidity (e.g., 38°C, and relative humidity of >95%). The better stability of SARS coronavirus at low temperature and low humidity environment may facilitate its transmission in community in subtropical area (such as Hong Kong) during the spring and in air-conditioned environments. It may also explain why some Asian countries in tropical area (such as Malaysia, Indonesia or Thailand) with high temperature and high relative humidity environment did not have major community outbreaks of SARS.

On 31 December 2019, the World Health Organization was informed of a cluster of cases of pneumonia of unknown etiology in Wuhan, China. Subsequent investigations identified a novel coronavirus, now named severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), from the affected patients. Highly sensitive and specific laboratory diagnostics are important for controlling the rapidly evolving SARS-CoV-2-associated coronavirus disease 2019 (COVID-19) epidemic. In this study, we developed and compared the performance of three novel real-time reverse transcription-PCR (RT-PCR) assays targeting the RNA-dependent RNA polymerase (RdRp)/helicase (Hel), spike (S), and nucleocapsid (N) genes of SARS-CoV-2 with that of the reported RdRp-P2 assay, which is used in >30 European laboratories.