Vaccines to prevent coronavirus disease 2019 (Covid-19) are urgently needed. The effect of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccines on viral replication in both upper and lower airways is important to evaluate in nonhuman primates.Nonhuman primates received 10 or 100 μg of mRNA-1273, a vaccine encoding the prefusion-stabilized spike protein of SARS-CoV-2, or no vaccine. Antibody and T-cell responses were assessed before upper- and lower-airway challenge with SARS-CoV-2. Active viral replication and viral genomes in bronchoalveolar-lavage (BAL) fluid and nasal swab specimens were assessed by polymerase chain reaction, and histopathological analysis and viral quantification were performed on lung-tissue specimens.The mRNA-1273 vaccine candidate induced antibody levels exceeding those in human convalescent-phase serum, with live-virus reciprocal 50% inhibitory dilution (ID50) geometric mean titers of 501 in the 10-μg dose group and 3481 in the 100-μg dose group. Vaccination induced type 1 helper T-cell (Th1)-biased CD4 T-cell responses and low or undetectable Th2 or CD8 T-cell responses. Viral replication was not detectable in BAL fluid by day 2 after challenge in seven of eight animals in both vaccinated groups. No viral replication was detectable in the nose of any of the eight animals in the 100-μg dose group by day 2 after challenge, and limited inflammation or detectable viral genome or antigen was noted in lungs of animals in either vaccine group.Vaccination of nonhuman primates with mRNA-1273 induced robust SARS-CoV-2 neutralizing activity, rapid protection in the upper and lower airways, and no pathologic changes in the lung. (Funded by the National Institutes of Health and others.).

Malaria Sporozoite Vaccine Each year, hundreds of millions of people are infected with Plasmodium falciparum , the mosquito-borne parasite that causes malaria. A preventative vaccine is greatly needed. Seder et al. (p. 1359 , published online 8 August; see the Perspective by Good ) now report the results from a phase I clinical trial where subjects were immunized intravenously with a whole, attenuated sporozoite vaccine. Three of 9 subjects who received four doses and zero of 6 subjects who received five doses of the vaccine went on to develop malaria after controlled malaria infection. Both antibody titers and cellular immune responses correlated positively with the dose of vaccine received, suggesting that both arms of the adaptive immune response may have participated in the observed protection.

Passive immunization with HIV-1-neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) is being considered for prevention and treatment of HIV-1 infection. As therapeutic agents, mAbs could be used to suppress active virus replication, maintain suppression induced by antiretroviral therapy (ART), and/or decrease the size of the persistent virus reservoir. We assessed the impact of VRC01, a potent human mAb targeting the HIV-1 CD4 binding site, on ART-treated and untreated HIV-1-infected subjects. Among six ART-treated individuals with undetectable plasma viremia, two infusions of VRC01 did not reduce the peripheral blood cell-associated virus reservoir measured 4 weeks after the second infusion. In contrast, six of eight ART-untreated, viremic subjects infused with a single dose of VRC01 experienced a 1.1 to 1.8 log10 reduction in plasma viremia. The two subjects with minimal responses to VRC01 were found to have predominantly VRC01-resistant virus before treatment. Notably, two subjects with plasma virus load <1000 copies/ml demonstrated virus suppression to undetectable levels for over 20 days until VRC01 levels declined. Among the remaining four subjects with baseline virus loads between 3000 and 30,000 copies, viremia was only partially suppressed by mAb infusion, and we observed strong selection pressure for the outgrowth of less neutralization-sensitive viruses. In summary, a single infusion of mAb VRC01 significantly decreased plasma viremia and preferentially suppressed neutralization-sensitive virus strains. These data demonstrate the virological effect of this neutralizing antibody and highlight the need for combination strategies to maintain virus suppression.

Antibodies block Ebola virus entry The recent Ebola virus outbreak in West Africa illustrates the need for both an effective vaccine and therapies to treat infected individuals. Corti et al. isolated two monoclonal antibodies from a survivor of the 1995 Kikwit outbreak and demonstrated their therapeutic efficacy in Ebola virus–infected macaques. In fact, one antibody protected macaques when it was given up to 5 days after infection. Misasi et al. solved the crystal structures of fragments of the two antibodies bound to the Ebola virus glycoprotein (GP), which mediates viral cell entry. The two antibodies targeted different regions of GP, but in both cases blocked steps required for viral entry. Science , this issue pp. 1339 & 1343

An attenuated Plasmodium falciparum (Pf) sporozoite (SPZ) vaccine, PfSPZ Vaccine, is highly protective against controlled human malaria infection (CHMI) 3 weeks after immunization, but the durability of protection is unknown. We assessed how vaccine dosage, regimen, and route of administration affected durable protection in malaria-naive adults. After four intravenous immunizations with 2.7 × 10(5) PfSPZ, 6/11 (55%) vaccinated subjects remained without parasitemia following CHMI 21 weeks after immunization. Five non-parasitemic subjects from this dosage group underwent repeat CHMI at 59 weeks, and none developed parasitemia. Although Pf-specific serum antibody levels correlated with protection up to 21-25 weeks after immunization, antibody levels waned substantially by 59 weeks. Pf-specific T cell responses also declined in blood by 59 weeks. To determine whether T cell responses in blood reflected responses in liver, we vaccinated nonhuman primates with PfSPZ Vaccine. Pf-specific interferon-γ-producing CD8 T cells were present at ∼100-fold higher frequencies in liver than in blood. Our findings suggest that PfSPZ Vaccine conferred durable protection to malaria through long-lived tissue-resident T cells and that administration of higher doses may further enhance protection.

BackgroundThe Zika virus epidemic and associated congenital infections have prompted rapid vaccine development. We assessed two new DNA vaccines expressing premembrane and envelope Zika virus structural proteins.MethodsWe did two phase 1, randomised, open-label trials involving healthy adult volunteers. The VRC 319 trial, done in three centres, assessed plasmid VRC5288 (Zika virus and Japanese encephalitis virus chimera), and the VRC 320, done in one centre, assessed plasmid VRC5283 (wild-type Zika virus). Eligible participants were aged 18–35 years in VRC19 and 18–50 years in VRC 320. Participants were randomly assigned 1:1 by a computer-generated randomisation schedule prepared by the study statistician. All participants received intramuscular injection of 4 mg vaccine. In VRC 319 participants were assigned to receive vaccinations via needle and syringe at 0 and 8 weeks, 0 and 12 weeks, 0, 4, and 8 weeks, or 0, 4, and 20 weeks. In VRC 320 participants were assigned to receive vaccinations at 0, 4, and 8 weeks via single-dose needle and syringe injection in one deltoid or split-dose needle and syringe or needle-free injection with the Stratis device (Pharmajet, Golden, CO, USA) in each deltoid. Both trials followed up volunteers for 24 months for the primary endpoint of safety, assessed as local and systemic reactogenicity in the 7 days after each vaccination and all adverse events in the 28 days after each vaccination. The secondary endpoint in both trials was immunogenicity 4 weeks after last vaccination. These trials are registered with ClinicalTrials.gov, numbers NCT02840487 and NCT02996461.FindingsVRC 319 enrolled 80 participants (20 in each group), and VRC 320 enrolled 45 participants (15 in each group). One participant in VRC 319 and two in VRC 320 withdrew after one dose of vaccine, but were included in the safety analyses. Both vaccines were safe and well tolerated. All local and systemic symptoms were mild to moderate. In both studies, pain and tenderness at the injection site was the most frequent local symptoms (37 [46%] of 80 participants in VRC 319 and 36 [80%] of 45 in VRC 320) and malaise and headache were the most frequent systemic symptoms (22 [27%] and 18 [22%], respectively, in VRC 319 and 17 [38%] and 15 [33%], respectively, in VRC 320). For VRC5283, 14 of 14 (100%) participants who received split-dose vaccinations by needle-free injection had detectable positive antibody responses, and the geometric mean titre of 304 was the highest across all groups in both trials.InterpretationVRC5283 was well tolerated and has advanced to phase 2 efficacy testing.FundingIntramural Research Program of the Vaccine Research Center, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health.

The unprecedented 2014 epidemic of Ebola virus disease (EVD) prompted an international response to accelerate the availability of a preventive vaccine. A replication-defective recombinant chimpanzee adenovirus type 3-vectored ebolavirus vaccine (cAd3-EBO), encoding the glycoprotein from Zaire and Sudan species, that offers protection in the nonhuman primate model, was rapidly advanced into phase 1 clinical evaluation.We conducted a phase 1, dose-escalation, open-label trial of cAd3-EBO. Twenty healthy adults, in sequentially enrolled groups of 10 each, received vaccination intramuscularly in doses of 2×1010 particle units or 2×1011 particle units. Primary and secondary end points related to safety and immunogenicity were assessed throughout the first 8 weeks after vaccination; in addition, longer-term vaccine durability was assessed at 48 weeks after vaccination.In this small study, no safety concerns were identified; however, transient fever developed within 1 day after vaccination in two participants who had received the 2×1011 particle-unit dose. Glycoprotein-specific antibodies were induced in all 20 participants; the titers were of greater magnitude in the group that received the 2×1011 particle-unit dose than in the group that received the 2×1010 particle-unit dose (geometric mean titer against the Zaire antigen at week 4, 2037 vs. 331; P=0.001). Glycoprotein-specific T-cell responses were more frequent among those who received the 2×1011 particle-unit dose than among those who received the 2×1010 particle-unit dose, with a CD4 response in 10 of 10 participants versus 3 of 10 participants (P=0.004) and a CD8 response in 7 of 10 participants versus 2 of 10 participants (P=0.07) at week 4. Assessment of the durability of the antibody response showed that titers remained high at week 48, with the highest titers in those who received the 2×1011 particle-unit dose.Reactogenicity and immune responses to cAd3-EBO vaccine were dose-dependent. At the 2×1011 particle-unit dose, glycoprotein Zaire-specific antibody responses were in the range reported to be associated with vaccine-induced protective immunity in challenge studies involving nonhuman primates, and responses were sustained to week 48. Phase 2 studies and efficacy trials assessing cAd3-EBO are in progress. (Funded by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health; VRC 207 ClinicalTrials.gov number, NCT02231866 .).

Technologies that define the atomic-level structure of neutralization-sensitive epitopes on viral surface proteins are transforming vaccinology and guiding new vaccine development approaches. Previously, iterative rounds of protein engineering were performed to preserve the prefusion conformation of the respiratory syncytial virus (RSV) fusion (F) glycoprotein, resulting in a stabilized subunit vaccine candidate (DS-Cav1), which showed promising results in mice and macaques. Here, phase I human immunogenicity data reveal a more than 10-fold boost in neutralizing activity in serum from antibodies targeting prefusion-specific surfaces of RSV F. These findings represent a clinical proof of concept for structure-based vaccine design, suggest that development of a successful RSV vaccine will be feasible, and portend an era of precision vaccinology.

VRC-HIVMAB060-00-AB (VRC01) is a broadly neutralizing HIV-1 monoclonal antibody (mAb) isolated from the B cells of an HIV-infected patient. It is directed against the HIV-1 CD4 binding site and is capable of potently neutralizing the majority of diverse HIV-1 strains. This Phase I dose-escalation study in healthy adults was conducted at the National Institutes of Health (NIH) Clinical Center (Bethesda, MD, USA). Primary objectives were the safety, tolerability and pharmacokinetics (PK) of VRC01 intravenous (i.v.) infusion at 5, 20 or 40 mg/kg, given either once (20 mg/kg) or twice 28 days apart (all doses), and of subcutaneous (s.c.) delivery at 5 mg/kg compared to s.c. placebo given twice, 28 days apart. Cumulatively, 28 subjects received 43 VRC01 and nine received placebo administrations. There were no serious adverse events or dose-limiting toxicities. Mean 28-day serum trough concentrations after the first infusion were 35 and 57 μg/ml for groups infused with 20 mg/kg (n = 8) and 40 mg/kg (n = 5) doses, respectively. Mean 28-day trough concentrations after the second infusion were 56 and 89 μg/ml for the same two doses. Over the 5-40 mg/kg i.v. dose range (n = 18), the clearance was 0.016 l/h and terminal half-life was 15 days. After infusion VRC01 retained expected neutralizing activity in serum, and anti-VRC01 antibody responses were not detected. The human monoclonal antibody (mAb) VRC01 was well tolerated when delivered i.v. or s.c. The mAb demonstrated expected half-life and pharmacokinetics for a human immunoglobulin G. The safety and PK results support and inform VRC01 dosing schedules for planning HIV-1 prevention efficacy studies.

Significance A highly effective malaria vaccine capable of long-term protection against genetically diverse strains is urgently needed. Here, we demonstrate that a three-dose regimen of a live attenuated whole-parasite malaria vaccine conferred durable sterile protection through 33 weeks in ∼50% of subjects against a controlled human malaria infection strain that is heterologous to the vaccine strain. Prior studies by others and us have shown that T cells are critical to mediating sterile protection after live-attenuated malaria vaccination. Here, we provide evidence that this Plasmodium falciparum sporozoite vaccine (PfSPZ Vaccine) induces antigen-specific IFN-γ-producing CD8 and CD4 T cells that recognize both the homologous and the heterologous Pf strain.