Abstract The coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is a global pandemic that began in December 2019. Lymphopenia is a common feature in severe cases of COVID-19; however, the role of T cell responses during infection is unclear. Here, we inoculated six cynomolgus monkeys, divided into two groups according to the CD3+ T cell population in peripheral blood, with two clinical isolates of SARS-CoV-2: one of East Asian lineage and one of European lineage. After initial infection with the isolate of East Asian lineage, all three monkeys in the CD3+ low group showed clinical symptoms, including loss of appetite, lethargy, and transient severe anemia with/without short-term fever, within 14 days post-infection (p.i.). By contrast, all three monkeys in the CD3+ high group showed mild clinical symptoms such as mild fever and loss of appetite within 4 days p.i. and then recovered. After a second inoculation with the isolate of European lineage, three of four animals in both groups showed mild clinical symptoms but recovered quickly. Hematological, immunological, and serological tests suggested that the CD3+ high and low groups mounted different immune responses during the initial and second infection stages. In both groups, anti-viral and innate immune responses were activated during the early phase of infection and re-infection. However, in the CD3+ low group, inflammatory responses, such as increased production of monocytes and neutrophils, were stronger than those in the CD3+ high group, leading to more severe immunopathology and failure to eliminate the virus. Taken together, the data suggest that the peripheral T lymphocyte population is associated with pneumonia severity in cynomolgus monkeys experimentally infected with SARS-CoV-2. Author summary SARS-CoV-2 infection causes an illness with clinical manifestations that vary from asymptomatic or mild to severe; examples include severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome. Lymphopenia, which is common in severe COVID-19 cases, is characterized by markedly reduced numbers of CD4+ T cells, CD8+ T cells, B cells, and natural killer cells. Here, we showed that cynomolgus monkeys selected according to the T cell populations in peripheral blood have different outcomes after experimental infection with SARS-CoV-2. These findings will increase our understanding of disease pathogenesis and may facilitate the development of animal models for vaccine evaluation.

Abstract Seasonal influenza virus A/H3N2 is a major cause of death globally. Vaccination remains the most effective preventative. Rapid mutation of hemagglutinin allows viruses to escape adaptive immunity. This antigenic drift necessitates regular vaccine updates. Effective vaccine strains need to represent H3N2 populations circulating one year after strain selection. Experts select strains based on experimental measurements of antigenic drift and predictions made by models from hemagglutinin sequences. We developed a novel influenza forecasting framework that integrates phenotypic measures of antigenic drift and functional constraint with previously published sequence-only fitness estimates. Forecasts informed by phenotypic measures of antigenic drift consistently outperformed previous sequence-only estimates, while sequence-only estimates of functional constraint surpassed more comprehensive experimentally-informed estimates. Importantly, the best models integrated estimates of both functional constraint and either antigenic drift phenotypes or recent population growth.

We detected influenza A(H1N1)pdm09 viruses carrying dual H275Y/I223R, H275Y/I223K, or H275Y/G147R substitutions in their neuraminidase protein, respectively. These viruses showed cross-resistance to oseltamivir and peramivir and reduced susceptibility to zanamivir. The H275Y/G147R virus retained its replication capability at least in vitro, but the H275Y/I223R and H275Y/I223K viruses did not.

ABSTRACT The diversity of SARS-CoV-2 mutations raises the possibility of reinfection of individuals previously infected with earlier variants, and this risk is further increased by the emergence of the B.1.1.529 Omicron variant. In this study, we used an in vivo , hamster infection model to assess the potential for individuals previously infected with SARS-CoV-2 to be reinfected with Omicron variant and we also investigated the pathology associated with such infections. Initially, Syrian hamsters were inoculated with a lineage A, B.1.1.7, B.1.351, B.1.617.2 or a subvariant of Omicron, BA.1 strain and then reinfected with the BA.1 strain 5 weeks later. Subsequently, the impact of reinfection with Omicron subvariants (BA.1 and BA.2) in individuals previously infected with the BA.1 strain was examined. Although viral infection and replication were suppressed in both the upper and lower airways, following reinfection, virus-associated RNA was detected in the airways of most hamsters. Viral replication was more strongly suppressed in the lower respiratory tract than in the upper respiratory tract. Consistent amino acid substitutions were observed in the upper respiratory tract of infected hamsters after primary infection with variant BA.1, whereas diverse mutations appeared in hamsters reinfected with the same variant. Histopathology showed no acute pneumonia or disease enhancement in any of the reinfection groups and, in addition, the expression of inflammatory cytokines and chemokines in the airways of reinfected animals was only mildly elevated. These findings are important for understanding the risk of reinfection with new variants of SARS-CoV-2. IMPORTANCE The emergence of SARS-CoV-2 variants and the widespread use of COVID-19 vaccines has resulted in individual differences in immune status against SARS-CoV-2. A decay in immunity over time and the emergence of variants that partially evade the immune response can also lead to reinfection. In this study, we demonstrated that, in hamsters, immunity acquired following primary infection with previous SARS-CoV-2 variants was effective in preventing the onset of pneumonia after reinfection with the Omicron variant. However, viral infection and multiplication in the upper respiratory tract were still observed after reinfection. We also showed that more diverse nonsynonymous mutations appeared in the upper respiratory tract of reinfected hamsters that had acquired immunity from primary infection. This hamster model reveals the within-host evolution of SARS-CoV-2 and its pathology after reinfection, and provides important information for countermeasures against diversifying SARS-CoV-2 variants.