Infection with Zika virus has occurred in areas previously exposed to dengue virus, a closely related flavivirus. Screaton and colleagues find that monoclonal antibodies to dengue virus cross-react with Zika virus and enhance infection. Zika virus (ZIKV) was discovered in 1947 and was thought to lead to relatively mild disease. The recent explosive outbreak of ZIKV in South America has led to widespread concern, with reports of neurological sequelae ranging from Guillain Barré syndrome to microcephaly. ZIKV infection has occurred in areas previously exposed to dengue virus (DENV), a flavivirus closely related to ZIKV. Here we investigated the serological cross-reaction between the two viruses. Plasma immune to DENV showed substantial cross-reaction to ZIKV and was able to drive antibody-dependent enhancement (ADE) of ZIKV infection. Using a panel of human monoclonal antibodies (mAbs) to DENV, we showed that most antibodies that reacted to DENV envelope protein also reacted to ZIKV. Antibodies to linear epitopes, including the immunodominant fusion-loop epitope, were able to bind ZIKV but were unable to neutralize the virus and instead promoted ADE. Our data indicate that immunity to DENV might drive greater ZIKV replication and have clear implications for disease pathogenesis and future vaccine programs for ZIKV and DENV.

Zika virus is a member of the Flavivirus genus that had not been associated with severe disease in humans until the recent outbreaks, when it was linked to microcephaly in newborns in Brazil and to Guillain–Barré syndrome in adults in French Polynesia. Zika virus is related to dengue virus, and here we report that a subset of antibodies targeting a conformational epitope isolated from patients with dengue virus also potently neutralize Zika virus. The crystal structure of two of these antibodies in complex with the envelope protein of Zika virus reveals the details of a conserved epitope, which is also the site of interaction of the envelope protein dimer with the precursor membrane (prM) protein during virus maturation. Comparison of the Zika and dengue virus immunocomplexes provides a lead for rational, epitope-focused design of a universal vaccine capable of eliciting potent cross-neutralizing antibodies to protect simultaneously against both Zika and dengue virus infections. Monoclonal antibodies isolated from patients with dengue virus infection also bind to the Zika virus E protein and neutralize both Zika and dengue virus infection; the structures of two of these antibodies in complex with the Zika virus envelope protein define the binding determinants of the epitope and identify the structural basis of antibody cross neutralization. Félix Rey and colleagues show that a subset of monoclonal antibodies generated from patients with dengue virus infection bind to the Zika virus E protein — a Flavivirus envelope glycoprotein facilitating virus entry — and inhibit Zika infection. Structural data from these two antibodies in complex with the Zika virus envelope define the extent, composition and chemical landscape of the neutralizing epitope and identify the structural basis for antibody cross-reactivity. This work suggests Zika and dengue virus immunocomplexes as a lead for the design of a universal vaccine capable of eliciting potent cross-neutralizing antibodies to protect against both pathogens.

Significance Our work provides evidence that people who are infected with dengue virus without developing detectable clinical symptoms or prior to the onset of symptoms are infectious to mosquitoes. At a given level of viremia, symptom-free people were markedly more infectious to mosquitoes than clinically symptomatic patients. Our results fundamentally change the current paradigm for dengue epidemiology and control, based on detection of dengue virus-infected cases with apparent illness.

Dominic Kwiatkowski and colleagues of the MalariaGEN and the WTCCC consortiums report a genome-wide analysis of severe malaria in The Gambia. They provide guidance for design of GWAS in African populations, and demonstrate the usefulness of multipoint imputation based on population-specific sequencing data. We report a genome-wide association (GWA) study of severe malaria in The Gambia. The initial GWA scan included 2,500 children genotyped on the Affymetrix 500K GeneChip, and a replication study included 3,400 children. We used this to examine the performance of GWA methods in Africa. We found considerable population stratification, and also that signals of association at known malaria resistance loci were greatly attenuated owing to weak linkage disequilibrium (LD). To investigate possible solutions to the problem of low LD, we focused on the HbS locus, sequencing this region of the genome in 62 Gambian individuals and then using these data to conduct multipoint imputation in the GWA samples. This increased the signal of association, from P = 4 × 10−7 to P = 4 × 10−14, with the peak of the signal located precisely at the HbS causal variant. Our findings provide proof of principle that fine-resolution multipoint imputation, based on population-specific sequencing data, can substantially boost authentic GWA signals and enable fine mapping of causal variants in African populations.

The 2013-2016 outbreak of Ebola virus (EBOV) in West Africa was the largest recorded. It began following the cross-species transmission of EBOV from an animal reservoir, most likely bats, into humans, with phylogenetic analysis revealing the co-circulation of several viral lineages. We hypothesized that this prolonged human circulation led to genomic changes that increased viral transmissibility in humans. We generated a synthetic glycoprotein (GP) construct based on the earliest reported isolate and introduced amino acid substitutions that defined viral lineages. Mutant GPs were used to generate a panel of pseudoviruses, which were used to infect different human and bat cell lines. These data revealed that specific amino acid substitutions in the EBOV GP have increased tropism for human cells, while reducing tropism for bat cells. Such increased infectivity may have enhanced the ability of EBOV to transmit among humans and contributed to the wide geographic distribution of some viral lineages.

Significance Identifying the drivers of the interindividual diversity of the human immune system is crucial to understand their consequences on immune-mediated diseases. By examining the transcriptional responses of 1,000 individuals to various microbial challenges, we show that age and sex influence the expression of many immune-related genes, but their effects are overall moderate, whereas genetic factors affect a smaller gene set but with a stronger effect. We identify numerous genetic variants that affect transcriptional variation on infection, many of which are associated with autoimmune or inflammatory disorders. These results enable additional exploration of the role of regulatory variants in the pathogenesis of immune-related diseases and improve our understanding of the respective effects of age, sex, and genetics on immune response variation.

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). It has infected millions, with more than 275,000 fatal cases as of May 8, 2020. Currently, there are no specific COVID-19 therapies. Most patients depend on mechanical ventilation. Current COVID-19 data clearly highlight that cytokine storm and activated immune cell migration to the lungs characterize the early immune response to COVID-19 that causes severe lung damage and development of acute respiratory distress syndrome. In view of uncertainty associated with immunosuppressive treatments, such as corticosteroids and their possible secondary effects, including risks of secondary infections, we suggest immunotherapies as an adjunct therapy in severe COVID-19 cases. Such immunotherapies based on inflammatory cytokine neutralization, immunomodulation, and passive viral neutralization not only reduce inflammation, inflammation-associated lung damage, or viral load but could also prevent intensive care unit hospitalization and dependency on mechanical ventilation, both of which are limited resources.