The ongoing outbreak of viral pneumonia in China and across the world is associated with a new coronavirus, SARS-CoV-21. This outbreak has been tentatively associated with a seafood market in Wuhan, China, where the sale of wild animals may be the source of zoonotic infection2. Although bats are probable reservoir hosts for SARS-CoV-2, the identity of any intermediate host that may have facilitated transfer to humans is unknown. Here we report the identification of SARS-CoV-2-related coronaviruses in Malayan pangolins (Manis javanica) seized in anti-smuggling operations in southern China. Metagenomic sequencing identified pangolin-associated coronaviruses that belong to two sub-lineages of SARS-CoV-2-related coronaviruses, including one that exhibits strong similarity in the receptor-binding domain to SARS-CoV-2. The discovery of multiple lineages of pangolin coronavirus and their similarity to SARS-CoV-2 suggests that pangolins should be considered as possible hosts in the emergence of new coronaviruses and should be removed from wet markets to prevent zoonotic transmission. SARS-CoV-2-related coronaviruses are identified in Malayan pangolins (Manis javanica); these pangolin-associated coronaviruses belonged to two sub-lineages of SARS-CoV-2-related coronaviruses, including one that exhibits strong similarity in the receptor-binding domain to SARS-CoV-2.

The COVID-19 pandemic urgently needs therapeutic and prophylactic interventions. Here, we report the rapid identification of SARS-CoV-2-neutralizing antibodies by high-throughput single-cell RNA and VDJ sequencing of antigen-enriched B cells from 60 convalescent patients. From 8,558 antigen-binding IgG1+ clonotypes, 14 potent neutralizing antibodies were identified, with the most potent one, BD-368-2, exhibiting an IC50 of 1.2 and 15 ng/mL against pseudotyped and authentic SARS-CoV-2, respectively. BD-368-2 also displayed strong therapeutic and prophylactic efficacy in SARS-CoV-2-infected hACE2-transgenic mice. Additionally, the 3.8 Å cryo-EM structure of a neutralizing antibody in complex with the spike-ectodomain trimer revealed the antibody's epitope overlaps with the ACE2 binding site. Moreover, we demonstrated that SARS-CoV-2-neutralizing antibodies could be directly selected based on similarities of their predicted CDR3H structures to those of SARS-CoV-neutralizing antibodies. Altogether, we showed that human neutralizing antibodies could be efficiently discovered by high-throughput single B cell sequencing in response to pandemic infectious diseases.

Ggtree is a comprehensive R package for visualizing and annotating phylogenetic trees with associated data. It can also map and visualize associated external data on phylogenies with two general methods. Method 1 allows external data to be mapped on the tree structure and used as visual characteristic in tree and data visualization. Method 2 plots the data with the tree side by side using different geometric functions after reordering the data based on the tree structure. These two methods integrate data with phylogeny for further exploration and comparison in the evolutionary biology context. Ggtree is available from http://www.bioconductor.org/packages/ggtree.

Evolutionary analyses show that H7 influenza viruses probably transferred from ducks to chickens in China on at least two independent occasions, and that reassortment with H9N2 viruses generated the H7N9 outbreak lineage that recently emerged in humans in China, and a related previously unrecognized H7N7 lineage; these H7N7 viruses are shown to have the ability to infect ferrets, and the current pandemic threat could extend beyond H7N9 viruses. Yi Guan and colleagues examine the evolutionary history of the H7N9 influenza virus recently emerged in humans in China. From field surveillance conducted soon after the emergence of the outbreak, the authors provide a number of new avian influenza genomes: 34 H7N7 genomes, 3 H7N9 genomes and 19 H9N2 genomes, as well as 197 sequences from archived isolates collected in southern China between 2000 and 2013. They find that H7 viruses probably transferred from ducks to chickens on at least two independent occasions and that reassortment with H9N2 viruses generated the H7N9 outbreak lineage — and also another previously unrecognized H7N7 lineage. These H7N7 viruses have the ability to experimentally infect ferrets, and although there is little evidence to suggest these viruses are mammalian adapted, the authors suggest that the current pandemic threat could extend beyond H7N9 viruses. A novel H7N9 influenza A virus first detected in March 2013 has since caused more than 130 human infections in China, resulting in 40 deaths1,2. Preliminary analyses suggest that the virus is a reassortant of H7, N9 and H9N2 avian influenza viruses, and carries some amino acids associated with mammalian receptor binding, raising concerns of a new pandemic1,3,4. However, neither the source populations of the H7N9 outbreak lineage nor the conditions for its genesis are fully known5. Using a combination of active surveillance, screening of virus archives, and evolutionary analyses, here we show that H7 viruses probably transferred from domestic duck to chicken populations in China on at least two independent occasions. We show that the H7 viruses subsequently reassorted with enzootic H9N2 viruses to generate the H7N9 outbreak lineage, and a related previously unrecognized H7N7 lineage. The H7N9 outbreak lineage has spread over a large geographic region and is prevalent in chickens at live poultry markets, which are thought to be the immediate source of human infections. Whether the H7N9 outbreak lineage has, or will, become enzootic in China and neighbouring regions requires further investigation. The discovery here of a related H7N7 influenza virus in chickens that has the ability to infect mammals experimentally, suggests that H7 viruses may pose threats beyond the current outbreak. The continuing prevalence of H7 viruses in poultry could lead to the generation of highly pathogenic variants and further sporadic human infections, with a continued risk of the virus acquiring human-to-human transmissibility.

Abstract Phylogenetic trees and data are often stored in incompatible and inconsistent formats. The outputs of software tools that contain trees with analysis findings are often not compatible with each other, making it hard to integrate the results of different analyses in a comparative study. The treeio package is designed to connect phylogenetic tree input and output. It supports extracting phylogenetic trees as well as the outputs of commonly used analytical software. It can link external data to phylogenies and merge tree data obtained from different sources, enabling analyses of phylogeny-associated data from different disciplines in an evolutionary context. Treeio also supports export of a phylogenetic tree with heterogeneous-associated data to a single tree file, including BEAST compatible NEXUS and jtree formats; these facilitate data sharing as well as file format conversion for downstream analysis. The treeio package is designed to work with the tidytree and ggtree packages. Tree data can be processed using the tidy interface with tidytree and visualized by ggtree. The treeio package is released within the Bioconductor and rOpenSci projects. It is available at https://www.bioconductor.org/packages/treeio/.

Coronaviruses in the Middle East Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) causes severe acute respiratory illness and kills about a third of people infected. The virus is common in dromedary camels, which can be a source of human infections. In a survey for MERSCoV in over 1300 Saudi Arabian camels, Sabir et al. found that dromedaries share three coronavirus species with humans. Diverse MERS lineages in camels have caused human infections, which suggests that transfer among host species occurs quite easily. Haagmans et al. made a MERS-CoV vaccine for use in camels, using poxvirus as a vehicle. The vaccine significantly reduced virus excretion, which should help reduce the potential for transmission to humans, and conferred cross-immunity to camelpox infections. Science , this issue p. 81 , p. 77

Surveillance of pigs is important for tracking reassortment and emergence of influenza A viruses.

Abstract Remarkable progress has been made in developing intramuscular vaccines against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2); however, they are limited with respect to eliciting local immunity in the respiratory tract, which is the primary infection site for SARS-CoV-2. To overcome the limitations of intramuscular vaccines, we constructed a nasal vaccine candidate based on an influenza vector by inserting a gene encoding the receptor-binding domain (RBD) of the spike protein of SARS-CoV-2, named CA4-dNS1-nCoV-RBD (dNS1-RBD). A preclinical study showed that in hamsters challenged 1 day and 7 days after single-dose vaccination or 6 months after booster vaccination, dNS1-RBD largely mitigated lung pathology, with no loss of body weight, caused by either the prototype-like strain or beta variant of SARS-CoV-2. Lasted data showed that the animals could be well protected against beta variant challenge 9 months after vaccination. Notably, the weight loss and lung pathological changes of hamsters could still be significantly reduced when the hamster was vaccinated 24 h after challenge. Moreover, such cellular immunity is relatively unimpaired for the most concerning SARS-CoV-2 variants. The protective immune mechanism of dNS1-RBD could be attributed to the innate immune response in the nasal epithelium, local RBD-specific T cell response in the lung, and RBD-specific IgA and IgG response. Thus, this study demonstrates that the intranasally delivered dNS1-RBD vaccine candidate may offer an important addition to fight against the ongoing COVID-19 pandemic, compensating limitations of current intramuscular vaccines, particularly at the start of an outbreak.

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.

Summary The SARS-CoV-2 pandemic poses an unprecedented public health crisis. Accumulating evidences suggest that SARS-CoV-2 infection causes dysregulation of immune system. However, the unique signature of early immune responses remains elusive. We characterized the transcriptome of rhesus macaques and mice infected with SARS-CoV-2. Alarmin S100A8 was robustly induced by SARS-CoV-2 in animal models as well as in COVID-19 patients. Paquinimod, a specific inhibitor of S100A8/A9, could reduce inflammatory response and rescue the pneumonia with substantial reduction of viral titers in SASR-CoV-2 infected animals. Remarkably, Paquinimod treatment resulted in 100% survival of mice in a lethal model of mouse coronavirus (MHV) infection. A novel group of neutrophils that contributed to the uncontrolled inflammation and onset of COVID-19 were dramatically induced by coronavirus infections. Paquinimod treatment could reduce these neutrophils and regain antiviral responses, unveiling key roles of S100A8/A9 and noncanonical neutrophils in the pathogenesis of COVID-19, highlighting new opportunities for therapeutic intervention.