Abstract Perfusion of convalescent plasma (CP) has demonstrated a potential to improve the pneumonia induced by SARS-CoV-2, but procurement and standardization of CP are barriers to its wide usage. Many monoclonal antibodies (mAbs) have been developed but appear insufficient to neutralize SARS-CoV-2 unless two or three of them are being combined. Therefore, heterologous polyclonal antibodies of animal origin, that have been used for decades to fight against infectious agents might represent a highly efficient alternative to the use of CP or mAbs in COVID-19 by targeting multiple antigen epitopes. However, conventional heterologous polyclonal antibodies trigger human natural xenogeneic antibody responses particularly directed against animal-type carbohydrate epitopes, mainly the N-glycolyl form of the neuraminic acid (Neu5Gc) and the Gal α1,3-galactose (αGal), ultimately forming immune complexes and potentially leading to serum sickness or allergy. To circumvent these drawbacks, we engineered animals lacking the genes coding for the cytidine monophosphate-N-acetylneuraminic acid hydroxylase (CMAH) and α1,3-galactosyl-transferase (GGTA1) enzymes to produce glyco-humanized polyclonal antibodies (GH-pAb) lacking Neu5Gc and α-Gal epitopes. We found that pig IgG Fc domains fail to interact with human Fc receptors and thereby should confer the safety advantage to avoiding macrophage dependent exacerbated inflammatory responses, a drawback possibly associated with antibody responses against SARS-CoV-2 or to avoiding a possible antibody-dependent enhancement (ADE). Therefore, we immunized CMAH/GGTA1 double knockout (DKO) pigs with the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain (RBD) to elicit neutralizing antibodies. Animals rapidly developed a hyperimmune response with anti-SARS-CoV-2 end-titers binding dilutions over one to a million and end-titers neutralizing dilutions of 1:10,000. The IgG fraction purified and formulated following clinical Good Manufacturing Practices, named XAV-19, neutralized Spike/angiotensin converting enzyme-2 (ACE-2) interaction at a concentration < 1μg/mL and inhibited infection of human cells by SARS-CoV-2 in cytopathic assays. These data and the accumulating safety advantages of using glyco-humanized swine antibodies in humans warranted clinical assessment of XAV-19 to fight against COVID-19.

Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) causes zoonotic disease. Dromedary camels are the source of zoonotic infection. We identified a mutation of amino acid leucine to phenylalanine in the codon 232 position of the non-structural protein 6 (nsp6) (nsp6 L232F) that is repeatedly associated with zoonotic transmission. We generated a pair of isogenic recombinant MERS-CoV with nsp6 232L and 232F residues, respectively, and showed that the nsp6 L232F mutation confers higher replication competence in ex-vivo culture of human nasal and bronchial tissues and in lungs of mice experimentally infected in-vivo. Mechanistically, the nsp6 L232F mutation appeared to modulate autophagy and was associated with higher exocytic virus egress, while innate immune responses and zippering activity of the endoplasmic reticulum remained unaffected. Our study suggests that MERS-CoV nsp6 may contribute to viral adaptation to humans. This highlights the importance of continued surveillance of MERS-CoV in both camels and humans.

Deubiquitylases (DUBs) regulate critical signaling pathways at the intersection of host innate immunity and viral pathogenesis. Although RIG-I activation is heavily dependent on ubiquitylation, DUBs that regulate this pathway have not been identified. Using a ubiquitin C-terminal electrophile, we profiled DUBs that function during influenza A virus (IAV) infection, and isolated OTUB1 as a key regulator of RIG-I dependent antiviral responses. OTUB1 was interferon-inducible, and interacted with RIG-I, viral PB2 and NS1. Upon infection, OTUB1 relocalised from the nucleus to mitochondrial membranes, and activated the RIG-I signalling complex via hydrolysis of K48 polyubiquitin chains and by forming a repressive complex with UBCH5c. Using a reconstituted system composed of in vitro translated [35S]IRF3, purified RIG-I, mitochondrial membranes and cytosol expressing OTUB1 variants, we recapitulated the mechanism of OTUB1-dependent RIG-I activation. A wide range of IAV NS1 proteins triggered proteasomal degradation of OTUB1, thereby antagonizing the RIG-I signalling cascade and antiviral responses.

Abstract Understanding how immune history influences influenza immunity is essential for developing effective vaccines and therapeutic strategies. This study investigates the antigenic imprinting of influenza hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) using a mouse model with sequential infection by four seasonal H1N1 strains. Our findings reveal that, among pre-2009 H1N1 strains, the extent of infection history correlates with the restriction of antibody responses to antigenically drifted HA, but not NA. This suggests the mouse model failed to recapitulate NA imprinting in humans, likely due to the difference in NA immunodominance hierarchy between humans and mice. Nevertheless, pre-existing antibodies induced by infection with pre-2009 influenza virus impeded both functional HA and NA antibody responses against a 2009 pandemic H1N1 strain. Overall, this study provides insights into antigenic imprinting for influenza virus, as well as the limitations of using mouse models for studying antigenic imprinting. Importance Influenza viruses continue to pose a significant threat to human health, with vaccine effectiveness being a persistent concern. One important factor is the individual immune history can influence subsequent antibody responses. While many studies have focused on how pre-existing antibodies influence the induction of anti-HA antibodies after influenza virus infections or vaccinations, the impact on anti-NA antibodies has been less extensively investigated. In this study, using a mouse model, we highlighted within the pre-2009 H1N1 strains, a greater extent of immune history negatively affected anti-HA antibodies but positively influenced anti-NA antibody responses. However, for the 2009 pandemic H1N1 strain, which underwent with antigenic shift, both anti-HA and anti-NA antibody responses have been impeded by the antibodies induced by pre-2009 H1N1 virus infection. These findings have important implications for enhancing our understanding of antigenic imprinting on anti-HA and anti-NA antibody response and for developing more effective vaccination strategies.

Abstract Four seasonal coronaviruses, including HCoV-NL63 and HCoV-229E, HCoV-OC43 and HCoV-HKU1 cause approximately 15–30% of common colds in adults. However, the frequency and timing of early infection with four seasonal coronaviruses in the infant are still not well studied. Here, we evaluated the serological response to four seasonal coronaviruses in 1886 children under 18-year-old to construct the viral infection rates. The antibody levels were also determined from the plasma samples of 485 pairs postpartum women and their newborn babies. This passive immunity waned at one year after birth and the resurgence of the IgGs were found thereafter with the increase of the age. Taken together, our results show the age-related seroprevalence trajectories of seasonal coronaviruses in children and provide useful information for deciding vaccine strategy for coronaviruses in the future.

SUMMARY The increasing numbers of infected cases of coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) poses serious threats to public health and the global economy. Most SARS-CoV-2 neutralizing antibodies target the receptor binding domain (RBD) and some the N-terminal domain (NTD) of the spike protein, which is the major antigen of SARS-CoV-2. While the antibody response to RBD has been extensively characterized, the antigenicity and immunogenicity of the NTD protein are less well studied. Using 227 plasma samples from COVID-19 patients, we showed that SARS-CoV-2 NTD-specific antibodies could be induced during infection. As compared to the serological response to SARS-CoV-2 RBD, the SARS-CoV-2 NTD response is less cross-reactive with SARS-CoV. Furthermore, neutralizing antibodies are rarely elicited in a mice model when NTD is used as an immunogen. We subsequently demonstrate that NTD has an altered antigenicity when expressed alone. Overall, our results suggest that while NTD offers an alternative strategy for serology testing, it may not be suitable as an immunogen for vaccine development.