Summary

Background

 Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused a global pandemic in 2020. Testing is crucial for mitigating public health and economic effects. Serology is considered key to population-level surveillance and potentially individual-level risk assessment. However, immunoassay performance has not been compared on large, identical sample sets. We aimed to investigate the performance of four high-throughput commercial SARS-CoV-2 antibody immunoassays and a novel 384-well ELISA. 

Methods

 We did a head-to-head assessment of SARS-CoV-2 IgG assay (Abbott, Chicago, IL, USA), LIAISON SARS-CoV-2 S1/S2 IgG assay (DiaSorin, Saluggia, Italy), Elecsys Anti-SARS-CoV-2 assay (Roche, Basel, Switzerland), SARS-CoV-2 Total assay (Siemens, Munich, Germany), and a novel 384-well ELISA (the Oxford immunoassay). We derived sensitivity and specificity from 976 pre-pandemic blood samples (collected between Sept 4, 2014, and Oct 4, 2016) and 536 blood samples from patients with laboratory-confirmed SARS-CoV-2 infection, collected at least 20 days post symptom onset (collected between Feb 1, 2020, and May 31, 2020). Receiver operating characteristic (ROC) curves were used to assess assay thresholds. 

Findings

 At the manufacturers' thresholds, for the Abbott assay sensitivity was 92·7% (95% CI 90·2–94·8) and specificity was 99·9% (99·4–100%); for the DiaSorin assay sensitivity was 96·2% (94·2–97·7) and specificity was 98·9% (98·0–99·4); for the Oxford immunoassay sensitivity was 99·1% (97·8–99·7) and specificity was 99·0% (98·1–99·5); for the Roche assay sensitivity was 97·2% (95·4–98·4) and specificity was 99·8% (99·3–100); and for the Siemens assay sensitivity was 98·1% (96·6–99·1) and specificity was 99·9% (99·4–100%). All assays achieved a sensitivity of at least 98% with thresholds optimised to achieve a specificity of at least 98% on samples taken 30 days or more post symptom onset. 

Interpretation

 Four commercial, widely available assays and a scalable 384-well ELISA can be used for SARS-CoV-2 serological testing to achieve sensitivity and specificity of at least 98%. The Siemens assay and Oxford immunoassay achieved these metrics without further optimisation. This benchmark study in immunoassay assessment should enable refinements of testing strategies and the best use of serological testing resource to benefit individuals and population health. 

Funding

 Public Health England and UK National Institute for Health Research.

Treatment of severe COVID-19 is currently limited by clinical heterogeneity and incomplete description of specific immune biomarkers. We present here a comprehensive multi-omic blood atlas for patients with varying COVID-19 severity in an integrated comparison with influenza and sepsis patients versus healthy volunteers. We identify immune signatures and correlates of host response. Hallmarks of disease severity involved cells, their inflammatory mediators and networks, including progenitor cells and specific myeloid and lymphocyte subsets, features of the immune repertoire, acute phase response, metabolism, and coagulation. Persisting immune activation involving AP-1/p38MAPK was a specific feature of COVID-19. The plasma proteome enabled sub-phenotyping into patient clusters, predictive of severity and outcome. Systems-based integrative analyses including tensor and matrix decomposition of all modalities revealed feature groupings linked with severity and specificity compared to influenza and sepsis. Our approach and blood atlas will support future drug development, clinical trial design, and personalized medicine approaches for COVID-19.

(PA) is an opportunistic pathogen. Metallo-β-lactamase producing PA (MBL-PA) poses a problematic issue given limited available treatments. In Argentina, it accounts for less than one percent of healthcare-associated infections.

Human cytomegalovirus (HCMV) infection in infants infected in utero can lead to a variety of neurodevelopmental disorders. However, mechanisms underlying altered neurodevelopment in infected infants remain poorly understood. We have previously described a murine model of congenital HCMV infection in which murine CMV (MCMV) spreads hematogenously and establishes a focal infection in all regions of the brain of newborn mice, including the cerebellum. Infection resulted in disruption of cerebellar cortical development characterized by reduced cerebellar size and foliation. This disruption was associated with altered cell cycle progression of the granule cell precursors (GCPs), which are the progenitors that give rise to granule cells (GCs), the most abundant neurons in the cerebellum. In the current study, we have demonstrated that MCMV infection leads to prolonged GCP cell cycle, premature exit from the cell cycle, and reduced numbers of GCs resulting in cerebellar hypoplasia. Treatment with TNF-α neutralizing antibody partially normalized the cell cycle alterations of GCPs and altered cerebellar morphogenesis induced by MCMV infection. Collectively, our results argue that virus-induced inflammation altered the cell cycle of GCPs resulting in a reduced numbers of GCs and cerebellar cortical hypoplasia, thus providing a potential mechanism for altered neurodevelopment in fetuses infected with HCMV.

Abstract Human cytomegalovirus (HCMV) infection of the developing central nervous system (CNS) in infants infected in utero can lead to a variety of neurodevelopmental disorders. Although the link between HCMV infection and neurodevelopmental deficits is widely recognized, underlying mechanisms leading to altered neurodevelopment remain poorly understood. We have previously described a murine model of congenital HCMV infection in which murine CMV (MCMV) spreads hematogenously and establishes a focal infection in the brain of newborn mice. Infection results in the disruption of cerebellar cortical development characterized by reduced cerebellar size, but paradoxically, an increase in the number of cerebellar granule cell precursors (GCPs) in the external granular layer (EGL) of the cerebellar cortex. This increased number of GCPs in the EGL is associated with abnormal cell cycle progression and decreased GCP migration from EGL and IGL. In the current study, we demonstrated that MCMV infection led to prolonged G1- and S-phases of the GCP cell cycle and increased cell cycle exit. Treatment with TNFα neutralizing antibody partially normalized the cell cycle progression of GCPs. Collectively, our results argue that inflammation can alter GCP proliferation and lead to premature exit from the cell cycle resulting in reduced cerebellar size in MCMV-infected mice. These findings provide insight into mechanisms of altered brain development of fetuses infected with HCMV and possibly, other infectious agents that induce inflammation during neurodevelopment.

Angiopoietin-1 (Ang-1) and its receptor Tie-2 promote vascular integrity and angiogenesis. MicroRNAs (miRNAs) are involved in the regulation of many cellular functions, including endothelial cell (EC) survival, proliferation, and differentiation. Several reports indicate that these effects of miRNAs on EC functions are mediated through the modulation of angiogenesis factor signaling including that of vascular endothelial growth factor (VEGF). To date, very little is known about the roles played by miRNAs in the signaling and angiogenesis promoted by the Ang-1–Tie-2 receptor axis. Our high-throughput screening of miRNAs regulated by Ang-1 exposure in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) has identified miR-1233-3p as a mature miRNA whose cellular levels are significantly downregulated in response to Ang-1 exposure. The expression of miR-1233-3p in these cells is also downregulated by other angiogenesis factors including VEGF, fibroblast growth factor 2 (FGF-2), transforming growth factor β (TGFβ), and angiopoietin-2 (Ang-2). The overexpression of miR-1233-3p in HUVECs using specific mimics significantly attenuated cell survival, migration, and capillary-like tube formation, and promoted apoptosis. Moreover, miR-1233-3p overexpression resulted in reversal of the anti-apoptotic, pro-migration, and pro-differentiation effects of Ang-1. Biotinylated miRNA pull-down assays showed that p53 and DNA damage-regulated 1 (PDRG1) is a direct target of miR-1233-3p in HUVECs. The exposure of HUVECs to Ang-1, angiopoietin-2 (Ang-2), fibroblast growth factor 2 (FGF2), vascular endothelial growth factor (VEGF), or transforming growth factor β (TGFβ) triggers the regulation of PDRG1 expression. This study highlights that miR-1233-3p exerts inhibitory effects on Ang-1-induced survival, migration, and the differentiation of cultured ECs.