Analysis of a series of clinical isolates of the swine-origin H1N1 influenza virus reveals that in mammalian models (mice, ferrets and macaques) the current pandemic virus is associated with more severe disease than a seasonal H1N1 strain. The viruses can also infect pigs but do not cause clinical signs. All antivirus drugs tested, including Tamiflu, were effective in cell culture against the new virus, lending support to the use of these compounds as a first line of defence against the pandemic. On 11 June 2009 the World Health Organization declared that the infections caused by a new strain of influenza A virus closely related to swine viruses had reached pandemic levels. Here, one of the first US isolates of the new swine-origin H1N1 influenza virus (S-OIV) is characterized, as well as several other S-OIV isolates, both in vitro and in vivo. Influenza A viruses cause recurrent outbreaks at local or global scale with potentially severe consequences for human health and the global economy. Recently, a new strain of influenza A virus was detected that causes disease in and transmits among humans, probably owing to little or no pre-existing immunity to the new strain. On 11 June 2009 the World Health Organization declared that the infections caused by the new strain had reached pandemic proportion. Characterized as an influenza A virus of the H1N1 subtype, the genomic segments of the new strain were most closely related to swine viruses1. Most human infections with swine-origin H1N1 influenza viruses (S-OIVs) seem to be mild; however, a substantial number of hospitalized individuals do not have underlying health issues, attesting to the pathogenic potential of S-OIVs. To achieve a better assessment of the risk posed by the new virus, we characterized one of the first US S-OIV isolates, A/California/04/09 (H1N1; hereafter referred to as CA04), as well as several other S-OIV isolates, in vitro and in vivo. In mice and ferrets, CA04 and other S-OIV isolates tested replicate more efficiently than a currently circulating human H1N1 virus. In addition, CA04 replicates efficiently in non-human primates, causes more severe pathological lesions in the lungs of infected mice, ferrets and non-human primates than a currently circulating human H1N1 virus, and transmits among ferrets. In specific-pathogen-free miniature pigs, CA04 replicates without clinical symptoms. The assessment of human sera from different age groups suggests that infection with human H1N1 viruses antigenically closely related to viruses circulating in 1918 confers neutralizing antibody activity to CA04. Finally, we show that CA04 is sensitive to approved and experimental antiviral drugs, suggesting that these compounds could function as a first line of defence against the recently declared S-OIV pandemic.

Here, biological attributes of two early human isolates of the newly emerged H7N9 influenza viruses are characterized: the potential of these viruses to infect and/or transmit within various animal models is discussed, as is their relative sensitivity to neuraminidase inhibitors and experimental polymerase inhibitors compared to an H1N1 pandemic strain. By 20 July 2013, there had been 134 laboratory-confirmed human cases of infection with avian influenza A H7N9 virus infection, including 43 deaths. Yoshihiro Kawaoka and colleagues characterize the biology of two recent isolates of the virus. They provide a wealth of data from infections in mice, pigs, macaques and ferrets. H7N9 virus is shown to be less sensitive to neuraminidase inhibitors than pandemic H1N1 virus, but equally susceptible to an experimental polymerase inhibitor. Terrence Tumpey and colleagues determine the capacity of two clinical H7N9 isolates to cause disease and transmit between mammals. They show that the virus can replicate in human airway cells and in the respiratory tract of ferrets to a higher level than can seasonal H3N2 virus, and show higher lethality in mice than genetically related H7N9 and H9N2 viruses. In transmission studies, the H7N9 virus showed limited transmission in ferrets by respiratory droplets. Ron Fouchier and colleagues investigate the transmissibility of H7N9 virus between ferrets. They show that airborne transmission can occur, but inefficiently. They also show that on passage in ferrets, virus variants that have higher avian receptor binding, higher pH of fusion and lower thermostability are selected, and they suggest that these characteristics may result in reduced transmissibility. Avian influenza A viruses rarely infect humans; however, when human infection and subsequent human-to-human transmission occurs, worldwide outbreaks (pandemics) can result. The recent sporadic infections of humans in China with a previously unrecognized avian influenza A virus of the H7N9 subtype (A(H7N9)) have caused concern owing to the appreciable case fatality rate associated with these infections (more than 25%), potential instances of human-to-human transmission1, and the lack of pre-existing immunity among humans to viruses of this subtype. Here we characterize two early human A(H7N9) isolates, A/Anhui/1/2013 (H7N9) and A/Shanghai/1/2013 (H7N9); hereafter referred to as Anhui/1 and Shanghai/1, respectively. In mice, Anhui/1 and Shanghai/1 were more pathogenic than a control avian H7N9 virus (A/duck/Gunma/466/2011 (H7N9); Dk/GM466) and a representative pandemic 2009 H1N1 virus (A/California/4/2009 (H1N1pdm09); CA04). Anhui/1, Shanghai/1 and Dk/GM466 replicated well in the nasal turbinates of ferrets. In nonhuman primates, Anhui/1 and Dk/GM466 replicated efficiently in the upper and lower respiratory tracts, whereas the replicative ability of conventional human influenza viruses is typically restricted to the upper respiratory tract of infected primates. By contrast, Anhui/1 did not replicate well in miniature pigs after intranasal inoculation. Critically, Anhui/1 transmitted through respiratory droplets in one of three pairs of ferrets. Glycan arrays showed that Anhui/1, Shanghai/1 and A/Hangzhou/1/2013 (H7N9) (a third human A(H7N9) virus tested in this assay) bind to human virus-type receptors, a property that may be critical for virus transmissibility in ferrets. Anhui/1 was found to be less sensitive in mice to neuraminidase inhibitors than a pandemic H1N1 2009 virus, although both viruses were equally susceptible to an experimental antiviral polymerase inhibitor. The robust replicative ability in mice, ferrets and nonhuman primates and the limited transmissibility in ferrets of Anhui/1 suggest that A(H7N9) viruses have pandemic potential.

Cap-dependent endonuclease (CEN) resides in the PA subunit of the influenza virus and mediates the critical "cap-snatching" step of viral RNA transcription, which is considered to be a promising anti-influenza target. Here, we describe in vitro characterization of a novel CEN inhibitor, baloxavir acid (BXA), the active form of baloxavir marboxil (BXM). BXA inhibits viral RNA transcription via selective inhibition of CEN activity in enzymatic assays, and inhibits viral replication in infected cells without cytotoxicity in cytopathic effect assays. The antiviral activity of BXA is also confirmed in yield reduction assays with seasonal type A and B viruses, including neuraminidase inhibitor-resistant strains. Furthermore, BXA shows broad potency against various subtypes of influenza A viruses (H1N2, H5N1, H5N2, H5N6, H7N9 and H9N2). Additionally, serial passages of the viruses in the presence of BXA result in isolation of PA/I38T variants with reduced BXA susceptibility. Phenotypic and genotypic analyses with reverse genetics demonstrate the mechanism of BXA action via CEN inhibition in infected cells. These results reveal the in vitro characteristics of BXA and support clinical use of BXM to treat influenza.

ABSTRACT The Australian black swan ( Cygnus atratus ) is an iconic species with contrasting plumage to that of the closely related Northern Hemisphere white swans. The relative geographic isolation of the black swan may have resulted in a limited immune repertoire and increased susceptibility to infectious disease, notably infectious diseases from which Australia has been largely shielded. Indeed, unlike Mallard ducks and the mute swan ( Cygnus olor ), the black swan is extremely sensitive to severe highly pathogenic avian influenza (HPAI). Understanding this susceptibility has been impaired by the absence of any available swan genome and transcriptome information. Here, we generate the first chromosome-length annotated black and mute swan genomes annotated with transcriptome data, all using long-read based pipelines generated for vertebrate species. We used these genomes and transcriptomes, to show that unlike other wild waterfowl, black swans lack an expanded immune gene repertoire, lack a key viral pattern-recognition receptor in endothelial cells and mount a poorly controlled inflammatory response to HPAI. We also implicate genetic differences in SLC45A2 in the iconic plumage of the Australian black swan. Together, these data suggest that the immune system of the black swan is such that should any avian viral infection become established in its native habitat the survival of the black swan would be in significant peril.

Chimeric marker vaccine candidates, vGPE−/PAPeV Erns and vGPE−/PhoPeV Erns, have been generated and their efficacy and capability to differentiate infected from vaccinated animals were confirmed in previous studies. The safety profile of the two chimeric marker vaccine candidates, particularly in the potential reversion to virulence, was evaluated. Each virus was administered to pigs with a dose equivalent to the vaccination dose, and pooled tonsil homogenates were subsequently inoculated into further pigs. Chimeric virus vGPE−/PAPeV Erns displayed the most substantial attenuation, achieving this within only two passages, whereas vGPE−/PhoPeV Erns was detectable until the third passage and disappeared entirely by the fourth passage. The vGPE− strain, assessed alongside, consistently exhibited stable virus recovery across each passage without any signs of increased virulence in pigs. In vitro assays revealed that the type I interferon-inducing capacity of vGPE−/PAPeV Erns was significantly higher than that of vGPE−/PhoPeV Erns and vGPE−. In conclusion, the safety profile of the two chimeric marker vaccine candidates was affirmed. Further research is essential to ensure the stability of their attenuation and safety in diverse pig populations.