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.

The real-time reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) detection of viral RNA from sputum or nasopharyngeal swab had a relatively low positive rate in the early stage of coronavirus disease 2019 (COVID-19). Meanwhile, the manifestations of COVID-19 as seen through computed tomography (CT) imaging show individual characteristics that differ from those of other types of viral pneumonia such as influenza-A viral pneumonia (IAVP). This study aimed to establish an early screening model to distinguish COVID-19 from IAVP and healthy cases through pulmonary CT images using deep learning techniques. A total of 618 CT samples were collected: 219 samples from 110 patients with COVID-19 (mean age 50 years; 63 (57.3%) male patients); 224 samples from 224 patients with IAVP (mean age 61 years; 156 (69.6%) male patients); and 175 samples from 175 healthy cases (mean age 39 years; 97 (55.4%) male patients). All CT samples were contributed from three COVID-19-designated hospitals in Zhejiang Province, China. First, the candidate infection regions were segmented out from the pulmonary CT image set using a 3D deep learning model. These separated images were then categorized into the COVID-19, IAVP, and irrelevant to infection (ITI) groups, together with the corresponding confidence scores, using a location-attention classification model. Finally, the infection type and overall confidence score for each CT case were calculated using the Noisy-OR Bayesian function. The experimental result of the benchmark dataset showed that the overall accuracy rate was 86.7% in terms of all the CT cases taken together. The deep learning models established in this study were effective for the early screening of COVID-19 patients and were demonstrated to be a promising supplementary diagnostic method for frontline clinical doctors.

Abstract The recently emerged pathogenic severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has spread rapidly, leading to a global COVID-19 pandemic. Binding of the viral spike protein (SARS-2-S) to cell surface receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) mediates host cell infection. In the present study, we demonstrate that in addition to ACE2, the S1 subunit of SARS-2-S binds to HDL and that SARS-CoV-2 hijacks the SR-B1-mediated HDL uptake pathway to facilitate its entry. SR-B1 facilitates SARS-CoV-2 entry into permissive cells by augmenting virus attachment. MAb (monoclonal antibody)-mediated blocking of SARS-2-S-HDL binding and SR-B1 antagonists strongly inhibit HDL-enhanced SARS-CoV-2 infection. Notably, SR-B1 is co-expressed with ACE2 in human pulmonary and extrapulmonary tissues. These findings revealed a novel mechanism for SARS-CoV-2 entry and could provide a new target to treat SARS-CoV-2 infection.

Abstract SARS-CoV-2 and its variants are raging worldwide. Unfortunately, the global vaccination is not efficient enough to attain a vaccine-based herd-immunity and yet no special and effective drug is developed to contain the spread of the disease. Previously we have identified CD147 as a novel receptor for SARS-CoV-2 infection. Here, we demonstrated that CD147 antibody effectively inhibits infection and cytokine storm caused by SARS-CoV-2 variants. In CD147 KO VeroE6 cells, infections of SARS-CoV-2, its variants (B.1.1.7, B.1.351) and pseudovirus mutants (B.1.1.7, B.1.351, B.1.525, B.1.526 (S477N), B.1.526 (E484K), P.1, P.2, B.1.617.1, B.1.617.2) were decreased. Meanwhile, CD147 antibody effectively blocked the entry of variants and pseudomutants in VeroE6 cells, and inhibited the expression of cytokines. A model of SARS-CoV-2-infected hCD147 transgenic mice was constructed, which recapitulated the features of exudative diffuse alveolar damage and dynamic immune responses of COVID-19. CD147 antibody could effectively clear the virus and alveolar exudation, resolving the pneumonia. We found the elevated level of cyclophilin A (CyPA) in plasma of severe/critical cases, and identified CyPA as the most important proinflammatory intermediate causing cytokine storm. Mechanistically, spike protein of SARS-CoV-2 bound to CD147 and initiated the JAK-STAT pathway, which induced expression of CyPA. CyPA reciprocally bound to CD147, triggered MAPK pathway and consequently mediated the expression of cytokine and chemokine. In conclusion, CD147 is a critical target for SARS-CoV-2 variants and CD147 antibody is a promising drug to control the new wave of COVID-19 epidemic.

Currently, COVID-19 caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has been widely spread around the world; nevertheless, so far there exist no specific antiviral drugs for treatment of the disease, which poses great challenge to control and contain the virus. Here, we reported a research finding that SARS-CoV-2 invaded host cells via a novel route of CD147-spike protein (SP). SP bound to CD147, a receptor on the host cells, thereby mediating the viral invasion. Our further research confirmed this finding. First, in vitro antiviral tests indicated Meplazumab, an anti-CD147 humanized antibody, significantly inhibited the viruses from invading host cells, with an EC50 of 24.86 μg/mL and IC50 of 15.16 μg/mL. Second, we validated the interaction between CD147 and SP, with an affinity constant of 1.85E-07M. Co-Immunoprecipitation and ELISA also confirmed the binding of the two proteins. Finally, the localization of CD147 and SP was observed in SARS-CoV-2 infected Vero E6 cells by immuno-electron microscope. Therefore, the discovery of the new route CD147-SP for SARS-CoV-2 invading host cells provides a critical target for development of specific antiviral drugs.

StkP and PhpP of Streptococcus pneumoniae have been confirmed to compose a signaling couple, in which the former is a serine/threonine (Ser/Thr) kinase while the latter was annotated as a phosphotase. StkP has been reported to be involved in penicillin-binding protein (PBP)-independent penicillin resistance of S. pneumoniae. However, the enzymatic characterization of PhpP and the role of PhpP in StkP-PhpP couple remain poorly understood. Here we showed that 1/4 minimal inhibitory concentration (MIC) of penicillin (PCN) or cefotaxime (CTX), the representatives of β-lactam antibiotics, could induce the expression of stkP and phpP genes and phosphorylation of StkP in PCN/CTX-sensitive strain ATCC6306 and three isolates of S. pneumoniae (MICs: 0.02-0.5 μg/ml). The product of phpP gene hydrolyzed PP2C type Ser/Thr phosphotase-specific RRA(pT)VA phosphopeptide substrate with the Km and Kcat values of 277.35 μmol/L and 0.71 S-1, and the hydrolytic activity was blocked by sodium fluoride, a PP2C type Ser/Thr phosphatase inhibitor. The phosphorylation levels of StkP in the four phpP gene-knockout (ΔphpP) mutants were significantly higher than that in the wild-type strains. In particular, the MICs of PCN and CTX against the ΔphpP mutants were significantly elevated as 4-16 μg/ml. Therefore, our findings confirmed that sublethal PCN and CTX act as environmental inducers to cause the increase of phpP and stkP gene expression and StkP phosphorylation. PhpP is a PP2C type Ser/Thr protein phosphatase responsible for dephosphorylation of StkP. Knockout of the phpP gene results in a high level of StkP phosphorylation and PBP-independent PCN/CTX resistance of S. pneumoniae.