Hitting SARS-CoV-2 in a new spot A key target for therapeutic antibodies against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the spike protein, a trimeric protein complex with each monomer comprising an S1 and an S2 domain that mediate binding to host cells and membrane fusion, respectively. In addition to the receptor binding domain (RBD), S1 has an N-terminal domain (NTD). In searching for neutralizing antibodies, there has been a focus on the RBD. Chi et al. isolated antibodies from 10 convalescent patients and identified an antibody that potently neutralizes the virus but does not bind the RBD. Cryo–electron microscopy revealed the epitope as the NTD. This NTD-targeting antibody may be useful to combine with RBD-targeting antibodies in therapeutic cocktails. Science , this issue p. 650

SARS-CoV-2 has caused millions of deaths, and, since Aug 11, 2020, 20 intramuscular COVID-19 vaccines have been approved for use. We aimed to evaluate the safety and immunogenicity of an aerosolised adenovirus type-5 vector-based COVID-19 vaccine (Ad5-nCoV) in adults without COVID-19 from China.This was a randomised, single-centre, open-label, phase 1 trial done in Zhongnan Hospital (Wuhan, China), to evaluate the safety and immunogenicity of the Ad5-nCoV vaccine by aerosol inhalation in adults (≥18 years) seronegative for SARS-CoV-2. Breastfeeding or pregnant women and people with major chronic illnesses or history of allergies were excluded. Participants were enrolled and randomly assigned (1:1:1:1:1) into five groups to be vaccinated via intramuscular injection, aerosol inhalation, or both. Randomisation was stratified by sex and age (18-55 years or ≥56 years) using computer-generated randomisation sequences (block sizes of five). Only laboratory staff were masked to group assignment. The participants in the two aerosol groups received an initial high dose (2 × 1010 viral particles; HDmu group) or low dose (1 × 1010 viral particles; LDmu group) of Ad5-nCoV vaccine on day 0, followed by a booster on day 28. The mixed vaccination group received an initial intramuscular (5 × 1010 viral particles) vaccine on day 0, followed by an aerosolised booster (2 × 1010 viral particles) vaccine on day 28 (MIX group). The intramuscular groups received one dose (5 × 1010 viral particles; 1Dim group) or two doses (10 × 1010 viral particles; 2Dim group) of Ad5-nCoV on day 0. The primary safety outcome was adverse events 7 days after each vaccination, and the primary immunogenicity outcome was anti-SARS-CoV-2 spike receptor IgG antibody and SARS-CoV-2 neutralising antibody geometric mean titres at day 28 after last vaccination. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT04552366.Between Sept 28, 2020, and Sept 30, 2020, 230 individuals were screened for inclusion, of whom 130 (56%) participants were enrolled into the trial and randomly assigned into one of the five groups (26 participants per group). Within 7 days after vaccination, adverse events occurred in 18 (69%) in the HDmu group, 19 (73%) in the LDmu group, 19 (73%) in the MIX group, 19 (73%) in the 1Dim group, and 15 (58%) in the 2Dim group. The most common adverse events reported 7 days after the first or booster vaccine were fever (62 [48%] of 130 participants), fatigue (40 [31%] participants), and headache (46 [35%] participants). More adverse events were reported in participants who received intramuscular vaccination, including participants in the MIX group (49 [63%] of 78 participants), than those who received aerosol vaccine (13 [25%] of 52 participants) after the first vaccine vaccination. No serious adverse events were noted within 56 days after the first vaccine. At days 28 after last vaccination, geometric mean titres of SARS-CoV-2 neutralising antibody was 107 (95% CI 47-245) in the HDmu group, 105 (47-232) in the LDmu group, 396 (207-758) in the MIX group, 95 (61-147) in the 1Dim group, and 180 (113-288) in the 2Dim group. The geometric mean concentrations of receptor binding domain-binding IgG was 261 EU/mL (95% CI 121-563) in the HDmu group, 289 EU/mL (138-606) in the LDmu group, 2013 EU/mL (1180-3435) in the MIX group, 915 EU/mL (588-1423) in the 1Dim group, and 1190 EU/mL (776-1824) in the 2Dim group.Aerosolised Ad5-nCoV is well tolerated, and two doses of aerosolised Ad5-nCoV elicited neutralising antibody responses, similar to one dose of intramuscular injection. An aerosolised booster vaccination at 28 days after first intramuscular injection induced strong IgG and neutralising antibody responses. The efficacy and cost-effectiveness of aerosol vaccination should be evaluated in future studies.National Key Research and Development Programme of China and National Science and Technology Major Project.For the Chinese translation of the Summary see Supplementary Material.

Abstract The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) presents a global public health threat. Most research on therapeutics against SARS-CoV-2 focused on the receptor binding domain (RBD) of the Spike (S) protein, whereas the vulnerable epitopes and functional mechanism of non-RBD regions are poorly understood. Here we isolated and characterized monoclonal antibodies (mAbs) derived from convalescent COVID-19 patients. An mAb targeting the N-terminal domain (NTD) of the SARS-CoV-2 S protein, named 4A8, exhibits high neutralization potency against both authentic and pseudotyped SARS-CoV-2, although it does not block the interaction between angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor and S protein. The cryo-EM structure of the SARS-CoV-2 S protein in complex with 4A8 has been determined to an overall resolution of 3.1 Angstrom and local resolution of 3.4 Angstrom for the 4A8-NTD interface, revealing detailed interactions between the NTD and 4A8. Our functional and structural characterizations discover a new vulnerable epitope of the S protein and identify promising neutralizing mAbs as potential clinical therapy for COVID-19.

SARS-CoV-2 has been evolving into a large number of variants, including the highly pathogenic Delta variant, and the currently prevalent Omicron subvariants with extensive evasion capability, which raises an urgent need to develop new broad-spectrum neutralizing antibodies. Herein, we engineer two IgG-(scFv)

Orthoebolavirus is a genus of hazardous pathogens that has caused over 30 outbreaks. However, currently approved therapies are limited in scope, as they are only effective against the Ebola virus and lack cross-protection against other orthoebolaviruses. Here, we demonstrate that a previously isolated human-derived antibody, 2G1, can recognize the glycoprotein (GP) of every orthoebolavirus species. The cryo-electron microscopy structure of 2G1 Fab in complex with the GPΔMucin trimer reveals that 2G1 binds a quaternary pocket formed by three subunits from two GP protomers. 2G1 recognizes highly conserved epitopes among filoviruses and achieves neutralization by blocking GP proteolysis. We designed an efficient mRNA module capable of producing test antibodies at expression levels exceeding 1500 ng/mL in vitro. The lipid nanoparticle (LNP)-encapsulated mRNA-2G1 exhibited potent neutralizing activities against the HIV-pseudotyped Ebola and Sudan viruses that were 19.8 and 12.5 times that of IgG format, respectively. In mice, the antibodies encoded by the mRNA-2G1-LNP peaked within 24 h, effectively blocking the invasion of pseudoviruses with no apparent liver toxicity. This study suggests that the 2G1 antibody and its mRNA formulation represent promising candidate interventions for orthoebolavirus disease, and it provides an efficient mRNA framework applicable to antibody-based therapies.