Published October 13, 2021 | Version v1
Publication Open

Ten emerging SARS-CoV-2 spike variants exhibit variable infectivity, animal tropism, and antibody neutralization

Creators

  • 1. National Institutes for Food and Drug Control
  • 2. Peking University
  • 3. Pioneer (United States)
  • 4. Beijing Ditan Hospital
  • 5. Capital Medical University
  • 6. Shenzhen Center for Disease Control and Prevention
  • 7. National Institute for Viral Disease Control and Prevention

Description

Emerging mutations in SARS-CoV-2 cause several waves of COVID-19 pandemic. Here we investigate the infectivity and antigenicity of ten emerging SARS-CoV-2 variants-B.1.1.298, B.1.1.7(Alpha), B.1.351(Beta), P.1(Gamma), P.2(Zeta), B.1.429(Epsilon), B.1.525(Eta), B.1.526-1(Iota), B.1.526-2(Iota), B.1.1.318-and seven corresponding single amino acid mutations in the receptor-binding domain using SARS-CoV-2 pseudovirus. The results indicate that the pseudovirus of most of the SARS-CoV-2 variants (except B.1.1.298) display slightly increased infectivity in human and monkey cell lines, especially B.1.351, B.1.525 and B.1.526 in Calu-3 cells. The K417N/T, N501Y, or E484K-carrying variants exhibit significantly increased abilities to infect mouse ACE2-overexpressing cells. The activities of furin, TMPRSS2, and cathepsin L are increased against most of the variants. RBD amino acid mutations comprising K417T/N, L452R, Y453F, S477N, E484K, and N501Y cause significant immune escape from 11 of 13 monoclonal antibodies. However, the resistance to neutralization by convalescent serum or vaccines elicited serum is mainly caused by the E484K mutation. The convalescent serum from B.1.1.7- and B.1.351-infected patients neutralized the variants themselves better than other SARS-CoV-2 variants. Our study provides insights regarding therapeutic antibodies and vaccines, and highlights the importance of E484K mutation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تسبب الطفرات الناشئة في فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة عدة موجات من جائحة كوفيد-19. هنا نحقق في العدوى والاستضداد لعشرة متغيرات ناشئة لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة- B.1.1.298، B.1.1.7(ألفا)، B.1.351(بيتا)، P.1(غاما)، P.2(زيتا)، B.1.429 (إبسيلون)، B.1.525(إيتا)، B.1.526-1 (ذرة)، B.1.526-2 (ذرة)، B.1.1.318 - وسبع طفرات أحماض أمينية واحدة مقابلة في مجال ربط المستقبلات باستخدام فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة. تشير النتائج إلى أن الفيروس الكاذب لمعظم متغيرات فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (باستثناء B.1.1.298) يظهر زيادة طفيفة في العدوى في سلالات الخلايا البشرية والقردية، وخاصة B.1.351 و B.1.525 و B.1.526 في خلايا كالو-3. تُظهر المتغيرات التي تحمل K417N/T أو N501Y أو E484K زيادة كبيرة في القدرات على إصابة خلايا الفأر المعبرة عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2. تزداد أنشطة الفورين، TMPRSS2، والكاثيبسين L ضد معظم المتغيرات. تسبب طفرات الأحماض الأمينية التي تحتوي على K417T/N و L452R و Y453F و S477N و E484K و N501Y هروبًا مناعيًا كبيرًا من 11 من 13 جسمًا مضادًا أحادي النسيلة. ومع ذلك، فإن مقاومة التحييد بواسطة مصل النقاهة أو اللقاحات المستخرجة من المصل ناتجة بشكل أساسي عن طفرة E484K. قام مصل النقاهة من المرضى المصابين بـ B.1.1.7- و B.1.351 بتحييد المتغيرات نفسها بشكل أفضل من المتغيرات الأخرى لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة. تقدم دراستنا رؤى حول الأجسام المضادة واللقاحات العلاجية، وتسلط الضوء على أهمية طفرة E484K.

Translated Description (French)

Les mutations émergentes du SRAS-CoV-2 provoquent plusieurs vagues de pandémie de COVID-19. Ici, nous étudions l'infectivité et l'antigénicité de dix variantes émergentes du SARS-CoV-2 - B.1.1.298, B.1.1.7(Alpha), B.1.351(Beta), P.1(Gamma), P.2(Zeta), B.1.429 (Epsilon), B.1.525 (Eta), B.1.526-1 (Iota), B.1.526-2 (Iota), B.1.1.318 - et sept mutations d'acides aminés uniques correspondantes dans le domaine de liaison au récepteur à l'aide du pseudovirus SARS-CoV-2. Les résultats indiquent que le pseudovirus de la plupart des variants du SARS-CoV-2 (à l'exception de B.1.1.298) présente une infectivité légèrement accrue dans les lignées cellulaires humaines et de singe, en particulier B.1.351, B.1.525 et B.1.526 dans les cellules Calu-3. Les variants porteurs de K417N/T, N501Y ou E484K présentent des capacités significativement accrues à infecter les cellules de souris surexprimant l'ACE2. Les activités de la furine, de TMPRSS2 et de la cathepsine L sont augmentées contre la plupart des variants. Les mutations d'acides aminés RBD comprenant K417T/N, L452R, Y453F, S477N, E484K et N501Y provoquent une fuite immunitaire significative de 11 des 13 anticorps monoclonaux. Cependant, la résistance à la neutralisation par le sérum de convalescence ou les vaccins induits par le sérum est principalement causée par la mutation E484K. Le sérum de convalescence des patients infectés par B.1.1.7 et B.1.351 a neutralisé les variants eux-mêmes mieux que les autres variants du SRAS-CoV-2. Notre étude fournit des informations sur les anticorps thérapeutiques et les vaccins, et souligne l'importance de la mutation E484K.

Translated Description (Spanish)

Las mutaciones emergentes en el SARS-CoV-2 causan varias oleadas de pandemia de COVID-19. Aquí investigamos la infectividad y antigenicidad de diez variantes emergentes del SARS-CoV-2: B.1.1.298, B.1.1.7(Alfa), B.1.351(Beta), P.1(Gamma), P.2(Zeta), B.1.429(Epsilon), B.1.525(Eta), B.1.526-1 (Iota), B.1.526-2 (Iota), B.1.1.318 y siete mutaciones de aminoácidos individuales correspondientes en el dominio de unión al receptor utilizando el pseudovirus SARS-CoV-2. Los resultados indican que el pseudovirus de la mayoría de las variantes del SARS-CoV-2 (excepto B.1.1.298) muestra una infectividad ligeramente mayor en líneas celulares humanas y de mono, especialmente B.1.351, B.1.525 y B.1.526 en células Calu-3. Las variantes que portan K417N/T, N501Y o E484K exhiben capacidades significativamente mayores para infectar células que sobreexpresan ACE2 de ratón. Las actividades de furina, TMPRSS2 y catepsina L aumentan contra la mayoría de las variantes. Las mutaciones de aminoácidos RBD que comprenden K417T/N, L452R, Y453F, S477N, E484K y N501Y causan un escape inmune significativo de 11 de 13 anticuerpos monoclonales. Sin embargo, la resistencia a la neutralización por suero convaleciente o suero provocado por vacunas es causada principalmente por la mutación E484K. El suero convaleciente de pacientes infectados con B.1.1.7 y B.1.351 neutralizó las propias variantes mejor que otras variantes del SARS-CoV-2. Nuestro estudio proporciona información sobre anticuerpos terapéuticos y vacunas, y destaca la importancia de la mutación E484K.

Files

s42003-021-02728-4.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:201b9a127c85d155cde05499cfc5b4d1
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تُظهر عشرة متغيرات سبايك ناشئة لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) عدوى متغيرة، واستدارة حيوانية، وتحييد الأجسام المضادة
Translated title (French)
Dix variantes émergentes de pointe du SRAS-CoV-2 présentent une infectivité variable, un tropisme animal et une neutralisation des anticorps
Translated title (Spanish)
Diez variantes emergentes del pico del SARS-CoV-2 exhiben infectividad variable, tropismo animal y neutralización de anticuerpos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3205004768
DOI
10.1038/s42003-021-02728-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4385622522 (Other)
https://openalex.org/W4223984623 (Other)
https://openalex.org/W3133547117 (Other)
https://openalex.org/W3129142356 (Other)
https://openalex.org/W2362246970 (Other)
https://openalex.org/W2067892342 (Other)
https://openalex.org/W2061924483 (Other)
https://openalex.org/W2000698336 (Other)
https://openalex.org/W1986780657 (Other)
https://openalex.org/W1545923077 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W3009335299
  • https://openalex.org/W3009912996
  • https://openalex.org/W3024602798
  • https://openalex.org/W3032255042
  • https://openalex.org/W3039901154
  • https://openalex.org/W3043431476
  • https://openalex.org/W3044296749
  • https://openalex.org/W3044321933
  • https://openalex.org/W3048714202
  • https://openalex.org/W3049348882
  • https://openalex.org/W3088823112
  • https://openalex.org/W3102258632
  • https://openalex.org/W3105567477
  • https://openalex.org/W3118356453
  • https://openalex.org/W3121286195
  • https://openalex.org/W3121995178
  • https://openalex.org/W3131287340
  • https://openalex.org/W3131686432
  • https://openalex.org/W3131995220
  • https://openalex.org/W3133782701
  • https://openalex.org/W3133820153
  • https://openalex.org/W3134134775
  • https://openalex.org/W3134208712
  • https://openalex.org/W3135322169
  • https://openalex.org/W3136616180
  • https://openalex.org/W3137469790
  • https://openalex.org/W3138429991
  • https://openalex.org/W3144086685
  • https://openalex.org/W3145164461
  • https://openalex.org/W3146830078
  • https://openalex.org/W3147586498
  • https://openalex.org/W3151076337
  • https://openalex.org/W3151933045
  • https://openalex.org/W3153528761
  • https://openalex.org/W3155554970
  • https://openalex.org/W3155952134
  • https://openalex.org/W3157860346
  • https://openalex.org/W3159455975
  • https://openalex.org/W3159808717
  • https://openalex.org/W3160707791
  • https://openalex.org/W3168349393
  • https://openalex.org/W3183072827
  • https://openalex.org/W3183906274
  • https://openalex.org/W3184808136