Background & AimsWe performed a nationwide, retrospective study to determine the incidence and causes of drug-induced liver injury (DILI) in mainland China.MethodsWe collected data on a total of 25,927 confirmed DILI cases, hospitalized from 2012 through 2014 at 308 medical centers in mainland China. We collected demographic, medical history, treatment, laboratory, disease severity, and mortality data from all patients. Investigators at each site were asked to complete causality assessments for each case whose diagnosis at discharge was DILI (n = 29,478) according to the Roussel Uclaf Causality Assessment Method.ResultsMost cases of DILI presented with hepatocellular injury (51.39%; 95% confidence interval [CI] 50.76–52.03), followed by mixed injury (28.30%; 95% CI 27.73–28.87) and cholestatic injury (20.31%; 95% CI 19.80–20.82). The leading single classes of implicated drugs were traditional Chinese medicines or herbal and dietary supplements (26.81%) and antituberculosis medications (21.99%). Chronic DILI occurred in 13.00% of the cases and, although 44.40% of the hepatocellular DILI cases fulfilled Hy’s Law criteria, only 280 cases (1.08%) progressed to hepatic failure, 2 cases underwent liver transplantation (0.01%), and 102 patients died (0.39%). Among deaths, DILI was judged to have a primary role in 72 (70.59%), a contributory role in 21 (20.59%), and no role in 9 (8.82%). Assuming the proportion of DILI in the entire hospitalized population of China was represented by that observed in the 66 centers where DILI capture was complete, we estimated the annual incidence in the general population to be 23.80 per 100,000 persons (95% CI 20.86–26.74). Only hospitalized patients were included in this analysis, so the true incidence is likely to be higher.ConclusionsIn a retrospective study to determine the incidence and causes of DILI in mainland China, the annual incidence in the general population was estimated to be 23.80 per 100,000 persons; higher than that reported from Western countries. Traditional Chinese medicines, herbal and dietary supplements, and antituberculosis drugs were the leading causes of DILI in mainland China. We performed a nationwide, retrospective study to determine the incidence and causes of drug-induced liver injury (DILI) in mainland China. We collected data on a total of 25,927 confirmed DILI cases, hospitalized from 2012 through 2014 at 308 medical centers in mainland China. We collected demographic, medical history, treatment, laboratory, disease severity, and mortality data from all patients. Investigators at each site were asked to complete causality assessments for each case whose diagnosis at discharge was DILI (n = 29,478) according to the Roussel Uclaf Causality Assessment Method. Most cases of DILI presented with hepatocellular injury (51.39%; 95% confidence interval [CI] 50.76–52.03), followed by mixed injury (28.30%; 95% CI 27.73–28.87) and cholestatic injury (20.31%; 95% CI 19.80–20.82). The leading single classes of implicated drugs were traditional Chinese medicines or herbal and dietary supplements (26.81%) and antituberculosis medications (21.99%). Chronic DILI occurred in 13.00% of the cases and, although 44.40% of the hepatocellular DILI cases fulfilled Hy’s Law criteria, only 280 cases (1.08%) progressed to hepatic failure, 2 cases underwent liver transplantation (0.01%), and 102 patients died (0.39%). Among deaths, DILI was judged to have a primary role in 72 (70.59%), a contributory role in 21 (20.59%), and no role in 9 (8.82%). Assuming the proportion of DILI in the entire hospitalized population of China was represented by that observed in the 66 centers where DILI capture was complete, we estimated the annual incidence in the general population to be 23.80 per 100,000 persons (95% CI 20.86–26.74). Only hospitalized patients were included in this analysis, so the true incidence is likely to be higher. In a retrospective study to determine the incidence and causes of DILI in mainland China, the annual incidence in the general population was estimated to be 23.80 per 100,000 persons; higher than that reported from Western countries. Traditional Chinese medicines, herbal and dietary supplements, and antituberculosis drugs were the leading causes of DILI in mainland China.

COVID-19 pathogen SARS-CoV-2 has infected hundreds of millions and caused over 5 million deaths to date. Although multiple vaccines are available, breakthrough infections occur especially by emerging variants. Effective therapeutic options such as monoclonal antibodies (mAbs) are still critical. Here, we report the development, cryo-EM structures, and functional analyses of mAbs that potently neutralize SARS-CoV-2 variants of concern. By high-throughput single cell sequencing of B cells from spike receptor binding domain (RBD) immunized animals, we identified two highly potent SARS-CoV-2 neutralizing mAb clones that have single-digit nanomolar affinity and low-picomolar avidity, and generated a bispecific antibody. Lead antibodies showed strong inhibitory activity against historical SARS-CoV-2 and several emerging variants of concern. We solved several cryo-EM structures at ∼3 Å resolution of these neutralizing antibodies in complex with prefusion spike trimer ectodomain, and revealed distinct epitopes, binding patterns, and conformations. The lead clones also showed potent efficacy in vivo against authentic SARS-CoV-2 in both prophylactic and therapeutic settings. We also generated and characterized a humanized antibody to facilitate translation and drug development. The humanized clone also has strong potency against both the original virus and the B.1.617.2 Delta variant. These mAbs expand the repertoire of therapeutics against SARS-CoV-2 and emerging variants.

Abstract T follicular helper (Tfh) cells are the conventional drivers of protective, germinal center (GC)-based antiviral antibody responses. However, loss of Tfh cells and GCs has been observed in patients with severe COVID-19. As T cell-B cell interactions and immunoglobulin class switching still occur in these patients, non-canonical pathways of antibody production may be operative during SARS-CoV-2 infection. We found that both Tfh-dependent and -independent antibodies were induced against SARS-CoV-2 as well as influenza A virus. Tfh-independent responses were mediated by a population we call lymph node (LN)-Th1 cells, which remain in the LN and interact with B cells outside of GCs to promote high-affinity but broad-spectrum antibodies. Strikingly, antibodies generated in the presence and absence of Tfh cells displayed similar neutralization potency against homologous SARS-CoV-2 as well as the B.1.351 variant of concern. These data support a new paradigm for the induction of B cell responses during viral infection that enables effective, neutralizing antibody production to complement traditional GCs and even compensate for GCs damaged by viral inflammation. One-Sentence Summary Complementary pathways of antibody production mediate neutralizing responses to SARS-CoV-2.

Summary The COVID-19 pandemic affects millions of people worldwide with a rising death toll. The causative agent, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), uses its nonstructural protein 1 (Nsp1) to redirect host translation machinery to the viral RNA by binding to the ribosome and suppressing cellular, but not viral, protein synthesis through yet unknown mechanisms. We show here that among all viral proteins, Nsp1 has the largest impact on host viability in the cells of human lung origin. Differential expression analysis of mRNA-seq data revealed that Nsp1 broadly alters the transcriptome in human cells. The changes include repression of major gene clusters in ribosomal RNA processing, translation, mitochondria function, cell cycle and antigen presentation; and induction of factors in transcriptional regulation. We further gained a mechanistic understanding of the Nsp1 function by determining the cryo-EM structure of the Nsp1-40S ribosomal subunit complex, which shows that Nsp1 inhibits translation by plugging the mRNA entry channel of the 40S. We also determined the cryo-EM structure of the 48S preinitiation complex (PIC) formed by Nsp1, 40S, and the cricket paralysis virus (CrPV) internal ribosome entry site (IRES) RNA, which shows that this 48S PIC is nonfunctional due to the incorrect position of the 3’ region of the mRNA. Results presented here elucidate the mechanism of host translation inhibition by SARS-CoV-2, provide insight into viral protein synthesis, and furnish a comprehensive understanding of the impacts from one of the most potent pathogenicity factors of SARS-CoV-2. Highlights ORF screen identified Nsp1 as a major cellular pathogenicity factor of SARS-CoV-2 Nsp1 broadly alters the gene expression programs in human cells Nsp1 inhibits translation by blocking mRNA entry channel Nsp1 prevents physiological conformation of the 48S PIC

Natural killer (NK) cells are an innate immune cell type that serves at the first level of defense against pathogens and cancer. NK cells have clinical potential, however, multiple current limitations exist that naturally hinder the successful implementation of NK cell therapy against cancer, including their effector function, persistence, and tumor infiltration. To unbiasedly reveal the functional genetic landscape underlying critical NK cell characteristics against cancer, we perform perturbomics mapping of tumor infiltrating NK cells by joint in vivo AAV-CRISPR screens and single cell sequencing. We establish a strategy with AAV-SleepingBeauty(SB)- CRISPR screening leveraging a custom high-density sgRNA library targeting cell surface genes, and perform four independent in vivo tumor infiltration screens in mouse models of melanoma, breast cancer, pancreatic cancer, and glioblastoma. In parallel, we characterize single-cell transcriptomic landscapes of tumor-infiltrating NK cells, which identifies previously unexplored sub-populations of NK cells with distinct expression profiles, a shift from immature to mature NK (mNK) cells in the tumor microenvironment (TME), and decreased expression of mature marker genes in mNK cells. CALHM2, a calcium homeostasis modulator that emerges from both screen and single cell analyses, shows both in vitro and in vivo efficacy enhancement when perturbed in chimeric antigen receptor (CAR)-NK cells. Differential gene expression analysis reveals that CALHM2 knockout reshapes cytokine production, cell adhesion, and signaling pathways in CAR- NKs. These data directly and systematically map out endogenous factors that naturally limit NK cell function in the TME to offer a broad range of cellular genetic checkpoints as candidates for future engineering to enhance NK cell-based immunotherapies.

Abstract The Omicron sub-lineage BA.2 of SARS-CoV-2 has recently become dominant across many areas in the world in the on-going waves of COVID-19. Compared to the ancestral/wild-type (WT) virus, Omicron lineage variants, both BA.1 and BA.2, contain high number of mutations, especially in the spike protein, causing significant immune escape that leads to substantial reduction of vaccine and antibody efficacy. Because of this antigenic drift, BA.2 exhibited differential resistance profile to monoclonal antibodies than BA.1. Thus, it is important to understand whether the immunity elicited by currently available vaccines are effective against the BA.2 subvariant. We directly tested the heterotypic vaccination responses against Omicron BA.2, using vaccinated serum from animals receiving WT- and variant-specific mRNA vaccine in lipid nanoparticle (LNP) formulations. Omicron BA.1 and BA.2 antigen showed similar reactivity to serum antibodies elicited by two doses of WT, B.1.351 and B.1.617 LNP-mRNAs. Neutralizing antibody titers of B.1.351 and B.1.617 LNP-mRNA were ~2-fold higher than that of WT LNP-mRNA. Both homologous boosting with WT LNP-mRNA and heterologous boosting with BA.1 LNP-mRNA substantially increased waning immunity of WT vaccinated mice against both BA.1 and BA.2 subvariants. The BA.1 LNP-mRNA booster was ~3-fold more efficient than WT LNP-mRNA at elevating neutralizing antibody titers of BA.2. Together, these data provided a direct preclinical evaluation of WT and variant-specific LNP-mRNAs in standard two-dose and as boosters against BA.1 and BA.2 subvariants.

The SARS-CoV-2 variant, Omicron (B.1.1.529), rapidly swept the world since its emergence. Compared with previous variants, Omicron has a high number of mutations, especially those in its spike glycoprotein that drastically dampen or abolish the efficacy of currently available vaccines and therapeutic antibodies. Several major sublineages of Omicron evolved, including BA.1, BA.1.1, BA.2, BA.2.12.1, BA.3, BA.4/5, and BA.2.75, which rapidly changing the global and regional landscape of the pandemic. Although vaccines are available, therapeutic antibodies remain critical for infected and especially hospitalized patients. To address this, we have designed and generated a panel of human/humanized therapeutic bispecific antibodies against Omicron and its sub-lineage variants, with activity spectrum against other lineages. Among these, the top clone CoV2-0213 has broadly potent activities against multiple SARS-CoV-2 ancestral and Omicron lineages, including BA.1, BA.1.1, BA.2, BA.2.12.1, BA.3, BA.4/5, and BA.2.75. We have solved the cryo-EM structure of the lead bi-specific antibody CoV-0213 and its major Fab arm MB.02. Three-dimensional structural analysis shows distinct epitope of antibody - spike receptor binding domain (RBD) interactions and reveals that both Fab fragments of CoV2-0213 can simultaneously target one single spike RBD or two adjacent ones in the same spike trimer, further corroborating its mechanism of action. CoV2-0213 represents a unique and potent broad-spectrum SARS-CoV-2 neutralizing bispecific antibody (nbsAb) against the currently circulating major Omicron variants (BA.1, BA.1.1, BA.2, BA.2.12.1, BA.2.75, BA.3, and BA.4/5). CoV2-0213 is primarily human and ready for translational testing as a countermeasure against the ever-evolving pathogen.

Abstract The Omicron variant (B.1.1.529) of SARS-CoV-2 rapidly becomes dominant globally. Its extensive mutations confer severe efficacy reduction to most of existing antibodies or vaccines. Here, we developed RAMIHM , a highly efficient strategy to generate fully human monoclonal antibodies (mAbs), directly applied it with Omicron-mRNA immunization, and isolated three potent and specific clones against Omicron. Rapid mRNA immunization elicited strong anti-Omicron antibody response in humanized mice, along with broader anti-coronavirus activity. Customized single cell BCR sequencing mapped the clonal repertoires. Top-ranked clones collectively from peripheral blood, plasma B and memory B cell populations showed high rate of Omicron-specificity (93.3%) from RAMIHM-scBCRseq. Clone-screening identified three highly potent neutralizing antibodies that have low nanomolar affinity for Omicron RBD, and low ng/mL level IC50 in neutralization, more potent than majority of currently approved or authorized clinical RBD-targeting mAbs. These lead mAbs are fully human and ready for downstream IND-enabling and/or translational studies.

Abstract Immunotherapy has transformed cancer treatments; however, a large fraction of patients encounter resistance. Such resistance is mediated by complex factors, often involving interactions between multiple genes. Thus, it is crucially important to identify genetic interactions between genes that are significantly mutated in cancer patients and those involved in immune responses, ideally the ones that currently have chemical compounds for direct targeting. To systematically interrogate such genetic interactions that mediate cancer cells’ response to T cell killing, we designed an asymmetric CRISPR/Cas9 dual perturbation library targeting the matched combinations between significantly mutated tumor suppressors and immune resistance genes. We performed a combinatorial double knockout screen on 1,159 gene pairs and identified those where joint loss-of-function renders altered cellular response to T cell cytotoxicity. With individual double knockout constructs we validated these genetic interactions including Jak1-Trp53, Jak1-Kmt2d , and Ifngr1-Kmt2d . Interactions between significantly mutated tumor suppressors and potentially druggable immune resistance genes may offer insights on potential new concepts of how to target clinically relevant cancer mutations with currently available agents. This study also provides a technology platform and an asymmetric CRISPR double knockout library for interrogating genetic interactions between cancer mutations and immune resistance pathways under various settings.

Abstract Although successful COVID-19 vaccines have been developed, multiple pathogenic coronavirus species exist, urging for development of multi-species coronavirus vaccines. Here we developed prototype LNP-mRNA vaccine candidates against SARS-CoV-2 (Delta variant), SARS-CoV and MERS-CoV, and test how multiplexing of these LNP-mRNAs can induce effective immune responses in animal models. A triplex scheme of LNP-mRNA vaccination induced antigen-specific antibody responses against SARS-CoV-2, SARS-CoV and MERS-CoV, with a relatively weaker MERS-CoV response in this setting. Single cell RNA-seq profiled the global systemic immune repertoires and the respective transcriptome signatures of multiplexed vaccinated animals, which revealed a systemic increase in activated B cells, as well as differential gene expression signatures across major adaptive immune cells. Sequential vaccination showed potent antibody responses against all three species, significantly stronger than simultaneous vaccination in mixture. These data demonstrated the feasibility, antibody responses and single cell immune profiles of multi-species coronavirus vaccination. The direct comparison between simultaneous and sequential vaccination offers insights on optimization of vaccination schedules to provide broad and potent antibody immunity against three major pathogenic coronavirus species. One sentence summary Multiplexed mRNA vaccination in simultaneous and sequential modes provide broad and potent immunity against pathogenic coronavirus species.