Abstract In face of the everlasting battle toward COVID-19 and the rapid evolution of SARS-CoV-2, no specific and effective drugs for treating this disease have been reported until today. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), a receptor of SARS-CoV-2, mediates the virus infection by binding to spike protein. Although ACE2 is expressed in the lung, kidney, and intestine, its expressing levels are rather low, especially in the lung. Considering the great infectivity of COVID-19, we speculate that SARS-CoV-2 may depend on other routes to facilitate its infection. Here, we first discover an interaction between host cell receptor CD147 and SARS-CoV-2 spike protein. The loss of CD147 or blocking CD147 in Vero E6 and BEAS-2B cell lines by anti-CD147 antibody, Meplazumab, inhibits SARS-CoV-2 amplification. Expression of human CD147 allows virus entry into non-susceptible BHK-21 cells, which can be neutralized by CD147 extracellular fragment. Viral loads are detectable in the lungs of human CD147 (hCD147) mice infected with SARS-CoV-2, but not in those of virus-infected wild type mice. Interestingly, virions are observed in lymphocytes of lung tissue from a COVID-19 patient. Human T cells with a property of ACE2 natural deficiency can be infected with SARS-CoV-2 pseudovirus in a dose-dependent manner, which is specifically inhibited by Meplazumab. Furthermore, CD147 mediates virus entering host cells by endocytosis. Together, our study reveals a novel virus entry route, CD147-spike protein, which provides an important target for developing specific and effective drug against COVID-19.

Modeling SARS-CoV-2 in mice Among the research tools necessary to develop medical interventions to treat severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infections, high on the list are informative animal models with which to study viral pathogenesis. Gu et al. developed a mouse model in which a SARS-CoV-2 strain was infectious and could cause an inflammatory response and moderate pneumonia. Adaptation of this viral strain in the mouse appeared to be dependent on a critical amino acid change, Asn 501 to Tyr (N501Y), within the receptor-binding domain of the viral spike protein. The new mouse model was used to study neutralizing antibodies and a vaccine candidate against the virus. Science , this issue p. 1603

Antibody-dependent enhancement (ADE) of viral entry has been observed for many viruses. It was shown that antibodies target one serotype of viruses but only subneutralize another, leading to ADE of the latter viruses. Here we identify a novel mechanism for ADE: a neutralizing antibody binds to the surface spike protein of coronaviruses like a viral receptor, triggers a conformational change of the spike, and mediates viral entry into IgG Fc receptor-expressing cells through canonical viral-receptor-dependent pathways. We further evaluated how antibody dosages impacted viral entry into cells expressing viral receptor, Fc receptor, or both receptors. This study reveals complex roles of antibodies in viral entry and can guide future vaccine design and antibody-based drug therapy.

Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) continues to infect people globally. The increased COVID-19 cases and no licensed vaccines highlight the need to develop safe and effective vaccines against SARS-CoV-2 infection. Multiple vaccines candidates are under pre-clinical or clinical trails with different strengths and weaknesses. Here we developed a pilot scale production of a recombinant subunit vaccine (RBD-Fc Vacc) with the Receptor Binding Domain of SARS-CoV-2 S protein fused with the Fc domain of human IgG1. RBD-Fc Vacc induced SARS-CoV-2 specific neutralizing antibodies in non-human primates and human ACE2 transgenic mice. The antibodies induced in macaca fascicularis neutralized three divergent SARS-CoV2 strains, suggesting a broader neutralizing ability. Three times immunizations protected Macaca fascicularis (20ug or 40ug per dose) and mice (10ug or 20ug per dose) from SARS-CoV-2 infection respectively. These data support clinical development of SARS-CoV-2 vaccines for humans. RBD-Fc Vacc is currently being assessed in randomized controlled phase 1/II human clinical trails. Summary This study confirms protective efficacy of a SARS-CoV-2 RBD-Fc subunit vaccine.

The continuous evolution of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has evaded the efficacy of previously developed antibodies and vaccines, thus remaining a significant global public health threat. Therefore, it is imperative to develop additional antibodies that are capable of neutralizing emerging variants. Nanobodies, as the smallest functional single-domain antibodies, exhibit enhanced stability and penetration ability, enabling them to recognize numerous concealed epitopes that are inaccessible to conventional antibodies. Herein, we constructed an immune library based on the immunization of alpaca with the S1 subunit of the SARS-CoV-2 spike protein, from which two nanobodies, Nb1 and Nb2, were selected using phage display technology for further characterization. Both nanobodies, with the binding residues residing within the receptor-binding domain (RBD) region of the spike, exhibited high affinity toward the S1 subunit. Moreover, they displayed cross-neutralizing activity against both wild-type SARS-CoV-2 and 10 ο variants, including BA.1, BA.2, BA.3, BA.5, BA.2.75, BF.7, BQ.1, EG.5.1, XBB.1.5, and JN.1. Molecular modeling and dynamics simulations predicted that both nanobodies interacted with the viral RBD through their complementarity determining region 1 (CDR1) and CDR2. These two nanobodies are novel tools for the development of therapeutic and diagnostic countermeasures targeting SARS-CoV-2 variants and potentially emerging coronaviruses.

Abstract Coronavirus disease 2019 (COVID-19) threatens global public health and economy. In order to develop safe and effective vaccines, suitable animal models must be established. Here we report the rapid adaption of SARS-CoV-2 in BALB/c mice, based on which a convenient, economical and effective animal model was developed. Specifically, we found that mouse-adapted SARS-CoV-2 at passage 6 (MACSp6) efficiently infected both aged and young wild-type BALB/c mice, resulting in moderate pneumonia as well as inflammatory responses. The elevated infectivity of MACSp6 in mice could be attributed to the substitution of a key residue (N501Y) in the receptorbinding domain (RBD). Using this novel animal model, we further evaluated the in vivo protective efficacy of an RBD-based SARS-CoV-2 subunit vaccine, which elicited highly potent neutralizing antibodies and conferred full protection against SARS-CoV-2 MACSp6 challenge. This novel mouse model is convenient and effective in evaluating the in vivo protective efficacy of SARS-CoV-2 vaccine. Summary This study describes a unique mouse model for SARS-CoV-2 infection and confirms protective efficacy of a SARS-CoV-2 RBD subunit vaccine.