作者用9只成年恒河猴(6~12岁)随机均分为3组，分别接种1.1×106PFU、1.1×105PFU和1.1×104PFU SARSCoV-2，分别经鼻腔(IN)和气管内(IT)途径给药，观察SARS-CoV-2感染猕猴的病毒学和免疫学变化。结果表明，在支气管肺泡灌洗(BAL)(图1A)和鼻拭子(NS)(图1B)中观察到高水平的病毒RNA。从第1天到第2天，NS中的病毒RNA在所有动物中都有所增加，作者验证了病毒可以复制。病毒RNA在第2天达到高峰，在BAL中一般在第10-14天分解，在NS中在第21-28天分解。第二天，BAL和NS中的病毒在所有组中似乎都是具有相似的载量。动物表现出适度的食欲下降和反应性降低，高剂量组轻度一过性中性粒细胞减少和淋巴细胞减少，但未观察到发热、体重减轻、呼吸窘迫和死亡。
作者建立了一种RT-PCR方法来区分输入攻击病毒和新复制的病毒。接下来，作者评估了这些动物的SARS-CoV-2特异性体液和细胞免疫反应。所有9只猕猴都通过ELISA(图2A)产生了对SARS-CoV-2 刺突(S)蛋白的结合抗体反应，并使用假病毒中和试验 (图2B)和活病毒中和试验(图2C)产生了中和抗体(NAB)反应。。观察到针对受体结合区(Rbd)、S胞外区(S)和核衣壳(N)的多亚类抗体反应，抗体表现出不同的效应功能，包括抗体依赖的补体沉积(Adcd)、抗体依赖的细胞吞噬(Adcp)、抗体依赖的中性粒细胞吞噬(Adnp)、抗体依赖的NK细胞脱颗粒(NCD107a)和细胞因子 (NKMIP1β、NKIFN)。在第35天，用干扰素-γ ELISPOT试验在大多数动物中观察到对大量的S蛋白的细胞免疫反应，在低剂量组有降低反应的趋势(图2e)。细胞内细胞因子免疫组化染色分析显示诱导S特异性CD8+和CD4+T细胞反应(图3)。
作者用上述IN和IT途径接种了4只猕猴1.1×105PFU病毒，分别于感染后第2天和第4天剖检。在所有的鼻粘膜、咽、气管和肺组织中都观察到了高水平的病毒RNA，而在胃肠道、肝脏和肾脏中发现了较低水平的病毒(图3)。病毒RNA可以在气管旁淋巴结中检测到，但仅零星地在远端淋巴结和脾脏中发现(图3)。两只动物病理读片鉴定出多灶性炎症和病毒性肺炎，包括肺泡间隔扩张和单核细胞浸润、实变和水肿(图3，A和B)。水肿区域还含有大量的中性粒细胞，主要是中性粒细胞。末梢细支气管上皮坏死脱落，在气道和远侧肺泡腔内可见上皮细胞团块(图3、C和D)，偶见细支气管上皮合胞细胞形成(图3E)。肺泡间隔内偶见透明膜，与Ⅰ型和Ⅱ型肺泡细胞损伤一致(图3F)。弥漫性反应性肺泡巨噬细胞充满肺泡，部分细胞多核，免疫组织化学标记核衣壳阳性(图3g)。肺泡上皮细胞也被标记为核衣壳阳性(图3H)。用RNA Scope观察到正负链的病毒RNA(图2)。，提示病毒在肺组织中复制。大量的炎性浸润包括内源性过氧化物酶染色(MPO)检测到的多形核细胞、CD68和CD163阳性的巨噬细胞、CD4+和CD8+T淋巴细胞，以及1型干扰素基因MX1的大量上调。与未感染动物相比，SARS-CoV2感染导致肺泡内多形核细胞浸润显着增加，炎性细胞向细支气管腔内迁移(图3J)。到感染后第4天，炎症和病毒性肺炎的程度已经减轻，但仍在肺实质和中性粒细胞浸润中检测到病毒，1型干扰素反应持续存在。
作者最后用与初次感染相同剂量的SARS-CoV-2再次攻击所有9只猕猴，发现在所有组中再感染后病毒载量中位数比初次感染组低，并且在重新感染后的动物中很少或没有观察到临床发病的相关症状。动物表现出快速的记忆免疫反应，重新感染后第7天有增加IFN-γ应答的趋势，所有动物在再攻击后均出现记忆抗体反应，因此作者推测对再攻击的保护作用是由快速免疫控制介导的。
