Background The ongoing outbreak of the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) poses a challenge for public health laboratories as virus isolates are unavailable while there is growing evidence that the outbreak is more widespread than initially thought, and international spread through travellers does already occur. Aim We aimed to develop and deploy robust diagnostic methodology for use in public health laboratory settings without having virus material available. Methods Here we present a validated diagnostic workflow for 2019-nCoV, its design relying on close genetic relatedness of 2019-nCoV with SARS coronavirus, making use of synthetic nucleic acid technology. Results The workflow reliably detects 2019-nCoV, and further discriminates 2019-nCoV from SARS-CoV. Through coordination between academic and public laboratories, we confirmed assay exclusivity based on 297 original clinical specimens containing a full spectrum of human respiratory viruses. Control material is made available through European Virus Archive – Global (EVAg), a European Union infrastructure project. Conclusion The present study demonstrates the enormous response capacity achieved through coordination of academic and public laboratories in national and European research networks.

Abstract A new coronavirus, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has recently emerged to cause a human pandemic. Although molecular diagnostic tests were rapidly developed, serologic assays are still lacking, yet urgently needed. Validated serologic assays are needed for contact tracing, identifying the viral reservoir, and epidemiologic studies. We developed serologic assays for detection of SARS-CoV-2 neutralizing, spike protein–specific, and nucleocapsid-specific antibodies. Using serum samples from patients with PCR-confirmed SARS-CoV-2 infections, other coronaviruses, or other respiratory pathogenic infections, we validated and tested various antigens in different in-house and commercial ELISAs. We demonstrated that most PCR-confirmed SARS-CoV-2–infected persons seroconverted by 2 weeks after disease onset. We found that commercial S1 IgG or IgA ELISAs were of lower specificity, and sensitivity varied between the 2 assays; the IgA ELISA showed higher sensitivity. Overall, the validated assays described can be instrumental for detection of SARS-CoV-2–specific antibodies for diagnostic, seroepidemiologic, and vaccine evaluation studies.

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is a mild to moderate respiratory tract infection, however, a subset of patients progress to severe disease and respiratory failure. The mechanism of protective immunity in mild forms and the pathogenesis of severe COVID-19 associated with increased neutrophil counts and dysregulated immune responses remain unclear. In a dual-center, two-cohort study, we combined single-cell RNA-sequencing and single-cell proteomics of whole-blood and peripheral-blood mononuclear cells to determine changes in immune cell composition and activation in mild versus severe COVID-19 (242 samples from 109 individuals) over time. HLA-DRhiCD11chi inflammatory monocytes with an interferon-stimulated gene signature were elevated in mild COVID-19. Severe COVID-19 was marked by occurrence of neutrophil precursors, as evidence of emergency myelopoiesis, dysfunctional mature neutrophils, and HLA-DRlo monocytes. Our study provides detailed insights into the systemic immune response to SARS-CoV-2 infection and reveals profound alterations in the myeloid cell compartment associated with severe COVID-19.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused the rapidly unfolding coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic1,2. Clinical manifestations of COVID-19 vary, ranging from asymptomatic infection to respiratory failure. The mechanisms that determine such variable outcomes remain unresolved. Here we investigated CD4+ T cells that are reactive against the spike glycoprotein of SARS-CoV-2 in the peripheral blood of patients with COVID-19 and SARS-CoV-2-unexposed healthy donors. We detected spike-reactive CD4+ T cells not only in 83% of patients with COVID-19 but also in 35% of healthy donors. Spike-reactive CD4+ T cells in healthy donors were primarily active against C-terminal epitopes in the spike protein, which show a higher homology to spike glycoproteins of human endemic coronaviruses, compared with N-terminal epitopes. Spike-protein-reactive T cell lines generated from SARS-CoV-2-naive healthy donors responded similarly to the C-terminal region of the spike proteins of the human endemic coronaviruses 229E and OC43, as well as that of SARS-CoV-2. This results indicate that spike-protein cross-reactive T cells are present, which were probably generated during previous encounters with endemic coronaviruses. The effect of pre-existing SARS-CoV-2 cross-reactive T cells on clinical outcomes remains to be determined in larger cohorts. However, the presence of spike-protein cross-reactive T cells in a considerable fraction of the general population may affect the dynamics of the current pandemic, and has important implications for the design and analysis of upcoming trials investigating COVID-19 vaccines. A study of patients with COVID-19 and healthy donors found CD4+ T cells that react to the spike protein of SARS-CoV-2 and human endemic coronaviruses; however, the effect of pre-existing SARS-CoV-2 cross-reactive T cells on clinical outcomes remains to be determined.

The newly identified severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) causes COVID-19, a pandemic respiratory disease. Moreover, thromboembolic events throughout the body, including in the CNS, have been described. Given the neurological symptoms observed in a large majority of individuals with COVID-19, SARS-CoV-2 penetrance of the CNS is likely. By various means, we demonstrate the presence of SARS-CoV-2 RNA and protein in anatomically distinct regions of the nasopharynx and brain. Furthermore, we describe the morphological changes associated with infection such as thromboembolic ischemic infarction of the CNS and present evidence of SARS-CoV-2 neurotropism. SARS-CoV-2 can enter the nervous system by crossing the neural-mucosal interface in olfactory mucosa, exploiting the close vicinity of olfactory mucosal, endothelial and nervous tissue, including delicate olfactory and sensory nerve endings. Subsequently, SARS-CoV-2 appears to follow neuroanatomical structures, penetrating defined neuroanatomical areas including the primary respiratory and cardiovascular control center in the medulla oblongata.

BackgroundA new betacoronavirus—Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV)—has been identified in patients with severe acute respiratory infection. Although related viruses infect bats, molecular clock analyses have been unable to identify direct ancestors of MERS-CoV. Anecdotal exposure histories suggest that patients had been in contact with dromedary camels or goats. We investigated possible animal reservoirs of MERS-CoV by assessing specific serum antibodies in livestock.MethodsWe took sera from animals in the Middle East (Oman) and from elsewhere (Spain, Netherlands, Chile). Cattle (n=80), sheep (n=40), goats (n=40), dromedary camels (n=155), and various other camelid species (n=34) were tested for specific serum IgG by protein microarray using the receptor-binding S1 subunits of spike proteins of MERS-CoV, severe acute respiratory syndrome coronavirus, and human coronavirus OC43. Results were confirmed by virus neutralisation tests for MERS-CoV and bovine coronavirus.Findings50 of 50 (100%) sera from Omani camels and 15 of 105 (14%) from Spanish camels had protein-specific antibodies against MERS-CoV spike. Sera from European sheep, goats, cattle, and other camelids had no such antibodies. MERS-CoV neutralising antibody titres varied between 1/320 and 1/2560 for the Omani camel sera and between 1/20 and 1/320 for the Spanish camel sera. There was no evidence for cross-neutralisation by bovine coronavirus antibodies.InterpretationMERS-CoV or a related virus has infected camel populations. Both titres and seroprevalences in sera from different locations in Oman suggest widespread infection.FundingEuropean Union, European Centre For Disease Prevention and Control, Deutsche Forschungsgemeinschaft.

The large virus family Paramyxoviridae includes some of the most significant human and livestock viruses, such as measles-, distemper-, mumps-, parainfluenza-, Newcastle disease-, respiratory syncytial virus and metapneumoviruses. Here we identify an estimated 66 new paramyxoviruses in a worldwide sample of 119 bat and rodent species (9,278 individuals). Major discoveries include evidence of an origin of Hendra- and Nipah virus in Africa, identification of a bat virus conspecific with the human mumps virus, detection of close relatives of respiratory syncytial virus, mouse pneumonia- and canine distemper virus in bats, as well as direct evidence of Sendai virus in rodents. Phylogenetic reconstruction of host associations suggests a predominance of host switches from bats to other mammals and birds. Hypothesis tests in a maximum likelihood framework permit the phylogenetic placement of bats as tentative hosts at ancestral nodes to both the major Paramyxoviridae subfamilies (Paramyxovirinae and Pneumovirinae). Future attempts to predict the emergence of novel paramyxoviruses in humans and livestock will have to rely fundamentally on these data.

Binary file ES_Abstracts_Final_ECDC.txt matches

BackgroundIn December, 2019, the newly identified severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) emerged in Wuhan, China, causing COVID-19, a respiratory disease presenting with fever, cough, and often pneumonia. WHO has set the strategic objective to interrupt spread of SARS-CoV-2 worldwide. An outbreak in Bavaria, Germany, starting at the end of January, 2020, provided the opportunity to study transmission events, incubation period, and secondary attack rates.MethodsA case was defined as a person with SARS-CoV-2 infection confirmed by RT-PCR. Case interviews were done to describe timing of onset and nature of symptoms and to identify and classify contacts as high risk (had cumulative face-to-face contact with a confirmed case for ≥15 min, direct contact with secretions or body fluids of a patient with confirmed COVID-19, or, in the case of health-care workers, had worked within 2 m of a patient with confirmed COVID-19 without personal protective equipment) or low risk (all other contacts). High-risk contacts were ordered to stay at home in quarantine for 14 days and were actively followed up and monitored for symptoms, and low-risk contacts were tested upon self-reporting of symptoms. We defined fever and cough as specific symptoms, and defined a prodromal phase as the presence of non-specific symptoms for at least 1 day before the onset of specific symptoms. Whole genome sequencing was used to confirm epidemiological links and clarify transmission events where contact histories were ambiguous; integration with epidemiological data enabled precise reconstruction of exposure events and incubation periods. Secondary attack rates were calculated as the number of cases divided by the number of contacts, using Fisher's exact test for the 95% CIs.FindingsPatient 0 was a Chinese resident who visited Germany for professional reasons. 16 subsequent cases, often with mild and non-specific symptoms, emerged in four transmission generations. Signature mutations in the viral genome occurred upon foundation of generation 2, as well as in one case pertaining to generation 4. The median incubation period was 4·0 days (IQR 2·3–4·3) and the median serial interval was 4·0 days (3·0–5·0). Transmission events were likely to have occurred presymptomatically for one case (possibly five more), at the day of symptom onset for four cases (possibly five more), and the remainder after the day of symptom onset or unknown. One or two cases resulted from contact with a case during the prodromal phase. Secondary attack rates were 75·0% (95% CI 19·0–99·0; three of four people) among members of a household cluster in common isolation, 10·0% (1·2–32·0; two of 20) among household contacts only together until isolation of the patient, and 5·1% (2·6–8·9; 11 of 217) among non-household, high-risk contacts.InterpretationAlthough patients in our study presented with predominately mild, non-specific symptoms, infectiousness before or on the day of symptom onset was substantial. Additionally, the incubation period was often very short and false-negative tests occurred. These results suggest that although the outbreak was controlled, successful long-term and global containment of COVID-19 could be difficult to achieve.FundingAll authors are employed and all expenses covered by governmental, federal state, or other publicly funded institutions.