The antiepileptic drug phenytoin can cause cutaneous adverse reactions, ranging from maculopapular exanthema to severe cutaneous adverse reactions, which include drug reactions with eosinophilia and systemic symptoms, Stevens-Johnson syndrome, and toxic epidermal necrolysis. The pharmacogenomic basis of phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions remains unknown.To investigate the genetic factors associated with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions.Case-control study conducted in 2002-2014 among 105 cases with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions (n=61 Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis and n=44 drug reactions with eosinophilia and systemic symptoms), 78 cases with maculopapular exanthema, 130 phenytoin-tolerant control participants, and 3655 population controls from Taiwan, Japan, and Malaysia. A genome-wide association study (GWAS), direct sequencing of the associated loci, and replication analysis were conducted using the samples from Taiwan. The initial GWAS included samples of 60 cases with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions and 412 population controls from Taiwan. The results were validated in (1) 30 cases with severe cutaneous adverse reactions and 130 phenytoin-tolerant controls from Taiwan, (2) 9 patients with Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis and 2869 population controls from Japan, and (3) 6 cases and 374 population controls from Malaysia.Specific genetic factors associated with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions.The GWAS discovered a cluster of 16 single-nucleotide polymorphisms in CYP2C genes at 10q23.33 that reached genome-wide significance. Direct sequencing of CYP2C identified missense variant rs1057910 (CYP2C9*3) that showed significant association with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions (odds ratio, 12; 95% CI, 6.6-20; P=1.1 × 10(-17)). The statistically significant association between CYP2C9*3 and phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions was observed in additional samples from Taiwan, Japan, and Malaysia. A meta-analysis using the data from the 3 populations showed an overall odds ratio of 11 (95% CI, 6.2-18; z=8.58; P < .00001) for CYP2C9*3 association with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions. Delayed clearance of plasma phenytoin was detected in patients with severe cutaneous adverse reactions, especially CYP2C9*3 carriers, providing a functional link of the associated variants to the disease.This study identified CYP2C variants, including CYP2C9*3, known to reduce drug clearance, as important genetic factors associated with phenytoin-related severe cutaneous adverse reactions.

Abstract The recent emerging coronavirus, SARS-CoV-2, has been rapidly and widely spread and causing an ongoing viral pneumonia outbreak worldwide. It has been observed that SARS-CoV-2 patients show a rather long and asymptomatic incubation time. We characterized the abilities to induce and to response to IFNβ/IFNλ1 of two or our clinical isolates, SARS-CoV-2/NTU01/TWN/human/2020 and SARS-CoV-2/NTU02/TWN/human/2020, which exhibit only two amino acid differences over the ∼30kb viral genome. We found that both isolates may infect Huh7, A549 and Calu-3 cells, yet the RIG-I-like receptor-dependent antiviral signaling was poorly induced in these cells in the early infections. Unexpectedly, we found that the intracellular vRNA levels of these isolates were sustained upon to type I/III IFN treatments, and this phenotype was more pronounced in the Taiwan/NTU01/2020 isolate. The type I/III IFN responses are antiviral but partially proviral in the case of SARS-CoV-2 infections. Poor induction and response to innate immunity may contribute to destitute neutralization index of the antibody produced, and indeed we found that the patient serum could not efficiently neutralize SARS-CoV-2 virions. With better understandings of the interplay between SARS-CoV-2 and the host antiviral innate immunity, our report may provide new insights for the regimen of therapies for SARS-CoV-2 infected patients.

ABSTRACT The yellow fever mosquito Aedes aegypti is a major vector of arthropod-borne viruses, including dengue, chikungunya, and Zika. A novel approach to mitigate arboviral infections is to generate mosquitoes refractory to infection by overexpressing antiviral effector molecules. Such an approach requires a mechanism to spread these antiviral effectors through a population, for example, by using CRISPR/Cas9-based gene drive (GD) systems. Critical to the design of a single-locus autonomous GD is that the selected genomic locus be amenable to both GD and appropriate expression of the antiviral effector. In our study, we used reverse engineering to target two intergenic genomic loci, which had previously shown to be highly permissive for antiviral effector gene expression, and we further investigated the use of three promoters ( nanos, β2-tubulin, or zpg ) for Cas9 expression. We then quantified the accrual of insertions or deletions (indels) after single generation crossings, measured maternal effects, and assessed fitness costs associated with the various transgenic lines to model the rate of GD fixation. Overall, MGDrivE modeling suggested that when an autonomous GD is placed into an intergenic locus, the GD system will eventually be blocked by the accrual of GD blocking resistance alleles and ultimately be lost in the population. Moreover, while genomic locus and promoter selection were critically important for the initial establishment of the autonomous GD, it was the fitness of the GD line that most strongly influenced the persistence of the GD in the simulated population. As such, we propose that when autonomous CRISPR/Cas9 based GD systems are anchored in an intergenic locus, they temporarily result in a strong population replacement effect, but as GD-blocking indels accrue, the GD becomes exhausted due to the fixation of CRISPR resistance alleles. Significance statement For the purpose of population replacement, CRISPR/Cas9 based gene drives (GD) have been developed in Anopheles spp. and split GDs have been developed in Ae. aegypti. In our study, we developed autonomous GD in Ae. aegypti and positioned the drives in intergenic loci ideal for the expression of antiviral effector genes. Our results suggest that when the GD is placed into an intergenic locus, there is rapid introgression of the GD resulting in a transient population replacement followed by loss of the drive as resistance alleles accrue. Fitness of the transgenic lines and maternal deposition of CRISPR/Cas9 components were the major contributing factors affecting the perseverance of the GD in our population models.

The establishment of a productive dengue virus (DENV) infection in the midgut epithelial cells of Aedes aegypti is critical for the viral transmission cycle. The hypothesis that DENV virions interact directly with specific mosquito midgut proteins was explored. We found that DENV serotype 2 (DENV2) pretreated with trypsin interacted with a single 31 kDa protein, identified as AAEL011180 by protein mass spectrometry. This putative receptor is a highly conserved protein and has orthologs in culicine and anopheline mosquitoes. We confirmed that impairing the expression of AAEL011180 in the midgut of Ae. aegypti females abolished the interaction with DENV2, and the virus also bound to immobilized recombinant purified receptor. Furthermore, recombinant DENV2 surface E glycoprotein bound to recombinant AAEL011180 with high affinity (38.2 nM) in binding kinetic analysis using surface plasmon resonance. The gene for this DENV2 E protein receptor (EPrRec) was disrupted, but since the gene is essential in Ae. aegypti, only heterozygote knockout (ΔEPrRec +/− ) females could be recovered. Further reducing EPrRec mRNA expression in the midgut of ΔEPrRec +/− females by systemic dsRNA injection significantly reduced the prevalence of DENV2 midgut infection. EPrRec also interacts with heat shock protein 70 cognate 3 (Hsc70-3), and silencing Hsc70-3 expression in ΔEPrRec females also reduced the prevalence of DENV2 midgut infection.

The kinetics of type I interferon (IFN) induction versus the virus replication compete, and the result of the competition determines the outcome of the infection. Chaperone proteins that involved in promoting the activation kinetics of PRRs rapidly trigger antiviral innate immunity. We have previously shown that prior to the interaction with MAVS to induce type I IFN, 14-3-3η facilitates the oligomerization and intracellular redistribution of activated MDA5. Here we report that the cleavage of 14-3-3η upon MDA5 activation, and we identified Caspase-3 activated by MDA5-dependent signaling was essential to produce sub-14-3-3η lacking the C-terminal helix (αI) and tail. The cleaved form of 14-3-3η (sub-14-3-3η) could strongly interact with MDA5 but could not support MDA5-dependent type I IFN induction, indicating the opposite functions between the full-length 14-3-3η and sub-14-3-3η. During human coronavirus or enterovirus infections, the accumulation of sub-14-3-3η was observed along with the activation of Caspase-3, suggesting that RNA viruses may antagonize 14-3-3η by promoting the formation of sub-14-3-3η to impair antiviral innate immunity. In conclusion, sub-14-3-3η, which could not promote MDA5 activation, may serve as a negative feedback to return to homeostasis to prevent excessive type I IFN production and unnecessary inflammation.