Convalescent plasma is a leading treatment for coronavirus disease 2019 (COVID-19), but there is a paucity of data identifying its therapeutic efficacy. Among 126 potential convalescent plasma donors, the humoral immune response was evaluated using a severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS–CoV-2) virus neutralization assay with Vero-E6-TMPRSS2 cells; a commercial IgG and IgA ELISA to detect the spike (S) protein S1 domain (EUROIMMUN); IgA, IgG, and IgM indirect ELISAs to detect the full-length S protein or S receptor–binding domain (S-RBD); and an IgG avidity assay. We used multiple linear regression and predictive models to assess the correlations between antibody responses and demographic and clinical characteristics. IgG titers were greater than either IgM or IgA titers for S1, full-length S, and S-RBD in the overall population. Of the 126 plasma samples, 101 (80%) had detectable neutralizing antibody (nAb) titers. Using nAb titers as the reference, the IgG ELISAs confirmed 95%–98% of the nAb-positive samples, but 20%–32% of the nAb-negative samples were still IgG ELISA positive. Male sex, older age, and hospitalization for COVID-19 were associated with increased antibody responses across the serological assays. There was substantial heterogeneity in the antibody response among potential convalescent plasma donors, but sex, age, and hospitalization emerged as factors that can be used to identify individuals with a high likelihood of having strong antiviral antibody responses.

Characterization of the T cell response in individuals who recover from SARS-CoV-2 infection is critical to understanding its contribution to protective immunity. A multiplexed peptide-MHC tetramer approach was used to screen 408 SARS-CoV-2 candidate epitopes for CD8+ T cell recognition in a cross-sectional sample of 30 COVID-19 convalescent individuals. T cells were evaluated using a 28-marker phenotypic panel, and findings were modelled against time from diagnosis, humoral and inflammatory responses. 132 distinct SARS-CoV-2-specific CD8+ T cell epitope responses across six different HLAs were detected, corresponding to 52 unique reactivities. T cell responses were directed against several structural and non-structural virus proteins. Modelling demonstrated a coordinated and dynamic immune response characterized by a decrease in inflammation, increase in neutralizing antibody titer, and differentiation of a specific CD8+ T cell response. Overall, T cells exhibited distinct differentiation into stem-cell and transitional memory states, subsets, which may be key to developing durable protection.