Abstract The COVID-19 global pandemic is an unprecedented health emergency. Insufficient access to testing has hampered effective public health interventions and patient care management in a number of countries. Furthermore, the availability of regulatory-cleared reagents has challenged widespread implementation of testing. We rapidly developed a qRT-PCR SARS-CoV-2 detection assay using a 384-well format and tested its analytic performance across multiple nucleic acid extraction kits. Our data shows robust analytic accuracy on residual clinical biospecimens. Limit of detection sensitivity and specificity was confirmed with currently available commercial reagents. Our methods and results provide valuable information for other high-complexity laboratories seeking to develop effective, local, laboratory-developed procedures with high-throughput capability to detect SARS-CoV-2.

Abstract The global COVID-19 pandemic has led to an urgent need for scalable methods for clinical diagnostics and viral tracking. Next generation sequencing technologies have enabled large-scale genomic surveillance of SARS-CoV-2 as thousands of isolates are being sequenced around the world and deposited in public data repositories. A number of methods using both short- and long-read technologies are currently being applied for SARS-CoV-2 sequencing, including amplicon approaches, metagenomic methods, and sequence capture or enrichment methods. Given the small genome size, the ability to sequence SARS-CoV-2 at scale is limited by the cost and labor associated with making sequencing libraries. Here we describe a low-cost, streamlined, all amplicon-based method for sequencing SARS-CoV-2, which bypasses costly and time-consuming library preparation steps. We benchmark this tailed amplicon method against both the ARTIC amplicon protocol and sequence capture approaches and show that an optimized tailed amplicon approach achieves comparable amplicon balance, coverage metrics, and variant calls to the ARTIC v3 approach and represents a cost-effective and highly scalable method for SARS-CoV-2 sequencing.

Abstract The human airway epithelium is the initial site of SARS-CoV-2 infection. We used flow cytometry and single cell RNA-sequencing to understand how the heterogeneity of this diverse cell population contributes to elements of viral tropism and pathogenesis, antiviral immunity, and treatment response to remdesivir. We found that, while a variety of epithelial cell types are susceptible to infection, ciliated cells are the predominant cell target of SARS-CoV-2. The host protease TMPRSS2 was required for infection of these cells. Importantly, remdesivir treatment effectively inhibited viral replication across cell types, and blunted hyperinflammatory responses. Induction of interferon responses within infected cells was rare and there was significant heterogeneity in the antiviral gene signatures, varying with the burden of infection in each cell. We also found that heavily infected secretory cells expressed abundant IL-6, a potential mediator of COVID-19 pathogenesis.