Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) not only caused the COVID-19 pandemic but also had a major impact on farmed mink production in several European countries. In Denmark, the entire population of farmed mink (over 15 million animals) was culled in late 2020. During the period of June to November 2020, mink on 290 farms (out of about 1100 in the country) were shown to be infected with SARS-CoV-2. Genome sequencing identified changes in the virus within the mink and it is estimated that about 4000 people in Denmark became infected with these mink virus variants. However, the routes of transmission of the virus to, and from, the mink have been unclear. Phylogenetic analysis revealed the generation of multiple clusters of the virus within the mink. Detailed analysis of changes in the virus during replication in mink and, in parallel, in the human population in Denmark, during the same time period, has been performed here. The majority of cases in mink involved variants with the Y435F substitution and the H69/V70 deletion within the Spike (S) protein; these changes emerged early in the outbreak. However, further introductions of the virus, by variants lacking these changes, from the human population into mink also occurred. Based on phylogenetic analysis of viral genome data, we estimate, using a conservative approach, that about 17 separate examples of mink to human transmission occurred in Denmark but up to 59 such events (90% credible interval: (39-77)) were identified using parsimony to count cross-species jumps on transmission trees inferred using Bayesian methods. Using the latter approach, 136 jumps (90% credible interval: (117-164)) from humans to mink were found, which may underlie the farm-to-farm spread. Thus, transmission of SARS-CoV-2 from humans to mink, mink to mink, from mink to humans and between humans were all observed. (298 words) Author summary In addition to causing a pandemic in the human population, SARS-CoV-2 also infected farmed mink. In Denmark, after the first identification of infection in mink during June 2020, a decision was made in November 2020 to cull all the farmed mink. Within this outbreak, mink on 290 farms (out of about 1100 in the country) were found to have been infected. We showed, by analysis of the viruses from the mink, that the viruses on the farms were mainly of three different, but closely related, types (termed Clusters 2, 3 and 4) that shared certain distinctive features. Thus, we found that many outbreaks in mink resulted from transmission of the virus between mink farms. However, we identified that new introductions of other virus variants, presumably from infected humans, also occurred. Furthermore, we showed that spread of the virus from infected mink to humans also happened on multiple occasions. Thus, transmission of these viruses from humans to mink, mink to mink, from mink to humans and between humans were all observed. (172 words)

Abstract Knowledge about African swine fever virus (ASFV) transmission and its survival in the environment is mandatory to develop rational control strategies and combat this serious disease in pigs. In this study, the risk that environmental contamination poses for infection of naïve pigs was investigated. Naïve pigs were introduced as sentinels into contaminated pens either on the same day or up to three days after ASFV-infected pigs were removed. Three experiments were carried out in which four to six pigs per pen were inoculated with virulent ASFV isolates OURT88/1 (genotype I), Georgia 2007/1 or POL/2015/Podlaskie (genotype II), respectively. The majority of the inoculated pigs developed acute disease but with no evident haemorrhagic lesions or haemorrhagic diarrhoea and were culled at the predefined humane endpoint. The levels of ASFV DNA detected in the blood of the infected animals reached 10 7-9 genome copies/ml before euthanasia. Environmental swabs were taken from different surfaces in the animal rooms, as well as from faeces and urine, close to the time of introduction of the naïve animals. Relatively low quantities of virus DNA were detected in the environmental samples, in the order of 10 3-7 genome copies. Neither clinical signs nor virus genomes were detected in the blood of any of the sentinel pigs over a period of two to three weeks after exposure, indicating that transmission from the ASFV-contaminated environment did not occur. Interestingly, viral DNA was detected in nasal and oral swabs from some of the sentinel animals at early days of exposure (ranging between 10 3.7-5.8 genome copies), though none of them developed ASF. The results indicate a relatively low risk of ASFV transmission from a contaminated environment in the absence of blood from infected animals.

African swine fever virus (ASFV) causes a severe hemorrhagic disease in domestic pigs resulting in high case fatality rates. The virus replicates in circulating cells of the monocyte-macrophage lineage and within lymphoid tissues, e.g. tonsils, spleen and lymph nodes. The infection results in high fever and a variety of clinical signs from about 3 days post infection. In this study, it was observed that one of many changes resulting from ASFV-infection within pigs was a large (>1000-fold) increase in the level of circulating cell-free DNA (cfDNA), including the beta-actin gene, derived from the nuclei of host cells, in the serum. This change occurred in parallel with the increase in circulating ASFV DNA. In addition, elevated levels (about 30-fold higher) of host mitochondrial DNA (mtDNA) were detected in serum from ASFV-infected pigs, but with a much higher baseline level of mtDNA in sera from uninfected pigs. The host derived cfDNA is derived from dead cells which may, or may not, have been infected. For comparison, the release of the cellular enzyme, lactate dehydrogenase (LDH), a commonly used marker of cellular damage, was also found to be elevated during the infection. The cfDNA is readily detected in serum and is a more sensitive host marker of ASFV infection than the release of mtDNA or LDH. In addition, sera from pigs infected by classical swine fever virus (CSFV), which causes a clinically similar disease as ASFV, were also tested but this infection did not result in the release of cfDNA, mtDNA or LDH.