Abstract Influenza exposures early in life are believed to shape future susceptibility to influenza infections by imprinting immunological biases that engender differential cross-reactivity to future influenza viruses, but direct serological evidence linked to susceptibility is limited. We analysed hemagglutination-inhibition titres in 1451 cross-sectional samples collected between 1992-2020, from individuals born between 1917-2008, against influenza B virus (IBV) isolates from 1940-2021, including ‘future’ isolates that circulated after sample collection. We demonstrate that immunological biases are conferred by early life IBV infection and result in lineage-specific cross-reactivity of a birth cohort towards future IBV isolates. This translates into differential estimates of susceptibility between birth cohorts towards the two IBV antigenic lineages, explaining lineage-specific age distributions of observed medically attended IBV infections. Our data bridge a critical gap between early life exposure, cross-reactivity, and influenza epidemiology and identify a plausible model to further dissect the interplay between host immunity, viral evolution and epidemiology.

Influenza exposures early in life are believed to shape future susceptibility to influenza infections by imprinting immunological biases that affect cross-reactivity to future influenza viruses. However, direct serological evidence linked to susceptibility is limited. Here we analysed haemagglutination-inhibition titres in 1,451 cross-sectional samples collected between 1992 and 2020, from individuals born between 1917 and 2008, against influenza B virus (IBV) isolates from 1940 to 2021. We included testing of 'future' isolates that circulated after sample collection. We show that immunological biases are conferred by early life IBV infection and result in lineage-specific cross-reactivity of a birth cohort towards future IBV isolates. This translates into differential estimates of susceptibility between birth cohorts towards the B/Yamagata and B/Victoria lineages, predicting lineage-specific birth-cohort distributions of observed medically attended IBV infections. Our data suggest that immunological measurements of imprinting could be important in modelling and predicting virus epidemiology. Differential cross-reactivity to haemagglutinin of various influenza B viruses shows lineage-specific susceptibility that varies between birth cohorts and was determined by early exposure to specific strains.

The global burden of disease caused by Influenza B virus (IBV) is substantial, however IBVs remain overlooked. Understanding host-pathogen interactions as well as establishing physiologically relevant models of infection are important for the development and assessment of therapeutics and vaccines against IBV. Here, we assessed an upper respiratory tract (URT)-restricted model of mouse IBV infection, comparing it to the conventional administration of virus to the total respiratory tract (TRT). We found that URT infections with different strains of IBV resulted in limited dissemination of IBV to the lungs. Infection of the URT did not result in weight loss or systemic inflammation even at high inoculum doses and despite robust viral replication in the nose. Dissemination of IBV to the lung was enhanced in mice lacking functional type I IFN receptor (IFNAR2) but not IFNγ. Conversely, in mice expressing the IFN-inducible gene Mx1 we found reduced IBV replication in the lung and reduced dissemination of IBV from the URT to the lung. Both URT and TRT inoculation with IBV resulted in seroconversion against IBV. However, priming at the TRT conferred superior protection from a heterologous lethal IBV challenge compared to URT priming, as determined by improved survival rates and reduced viral replication throughout the respiratory tract. Overall, our study establishes a URT-restricted IBV infection model, highlights the critical role of IFNs in limiting dissemination of IBV to the lungs but also demonstrates that the lack of viral replication in the lung may impact protection from subsequent infections.

Abstract Myxovirus resistance (Mx) proteins are products of interferon stimulated genes (ISGs) and Mx proteins of different species have been reported to mediate antiviral activity against a number of viruses, including influenza A viruses (IAV). Ferrets are widely considered to represent the ‘gold standard’ small animal model for studying pathogenesis and immunity to human IAV infections, however little is known regarding the antiviral activity of ferret Mx proteins. Herein, we report induction of ferret (f)Mx1/2 in a ferret lung cell line and in airway tissues from IAV-infected ferrets, noting that fMx1 was induced to higher levels that fMx2 both in vitro and in vivo. Overexpression confirmed cytoplasmic expression of fMx1 as well as its ability to inhibit infection and replication of IAV, noting that this antiviral effect of fMx1was modest when compared to cells overexpressing either human MxA or mouse Mx1. Together, these studies provide the first insights regarding the role of fMx1 in cell innate antiviral immunity to influenza viruses. Understanding similarities and differences in the antiviral activities of human and ferret ISGs provides critical context for evaluating results when studying human IAV infections in the ferret model.