Summary SARS-CoV-2 mRNA vaccines induce robust anti-spike (S) antibody and CD4+ T cell responses. It is not yet clear whether vaccine-induced follicular helper CD4+ T (TFH) cell responses contribute to this outstanding immunogenicity. Using fine needle aspiration of draining axillary lymph nodes from individuals who received the BNT162b2 mRNA vaccine, we show that frequency of TFH correlates with that of S-binding germinal center B cells. Mining of the responding TFH T cell receptor repertoire revealed a strikingly immunodominant HLADPB1* 04-restricted response to S167-180 in individuals with this allele, which is among the most common HLA alleles in humans. Paired blood and lymph node specimens show that while circulating S-specific TFH cells peak one week after the second immunization, S-specific TFH persist at nearly constant frequencies for at least six months. Collectively, our results underscore the key role that robust TFH cell responses play in establishing long-term immunity by this efficacious human vaccine.

Abstract While the protective role of neutralising antibodies against COVID-19 is well-established, questions remain about the relative importance of cellular immunity. Using 6 pMHC-multimers in a cohort with early and frequent sampling we define the phenotype and kinetics of recalled and primary T cell responses following Delta or Omicron breakthrough infection. Recall of spike-specific CD4 + T cells was rapid, with cellular proliferation and extensive activation evident as early as 1 day post-symptom onset. Similarly, spike-specific CD8 + T cells were rapidly activated but showed variable levels of expansion. Strikingly, high levels of SARS-CoV-2-specific CD8 + T cell activation at baseline and peak were strongly correlated with reduced peak SARS-CoV-2 RNA levels in nasal swabs and accelerated clearance of virus. Our study demonstrates rapid and extensive recall of memory T cell populations occurs early after breakthrough infection and suggests that CD8 + T cells contribute to the control of viral replication in breakthrough SARS-CoV-2 infections.