Infection- or vaccination-induced SARS-CoV-2 S–specific CD4 + T cells are indifferent to the S mutations of variants of concern.

The severe acute respiratory distress syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Omicron variant is spreading rapidly, even in vaccinated individuals, raising concerns about immune escape. Here, we studied neutralizing antibodies and T cell responses targeting SARS-CoV-2 D614G [wild type (WT)] and the Beta, Delta, and Omicron variants of concern in a cohort of 60 health care workers after immunization with ChAdOx-1 S, Ad26.COV2.S, mRNA-1273, or BNT162b2. High binding antibody levels against WT SARS-CoV-2 spike (S) were detected 28 days after vaccination with both mRNA vaccines (mRNA-1273 or BNT162b2), which substantially decreased after 6 months. In contrast, antibody levels were lower after Ad26.COV2.S vaccination but did not wane. Neutralization assays showed consistent cross-neutralization of the Beta and Delta variants, but neutralization of Omicron was significantly lower or absent. BNT162b2 booster vaccination after either two mRNA-1273 immunizations or Ad26.COV2 priming partially restored neutralization of the Omicron variant, but responses were still up to 17-fold decreased compared with WT. SARS-CoV-2–specific T cells were detected up to 6 months after all vaccination regimens, with more consistent detection of specific CD4 + than CD8 + T cells. No significant differences were detected between WT- and variant-specific CD4 + or CD8 + T cell responses, including Omicron, indicating minimal escape at the T cell level. This study shows that vaccinated individuals retain T cell immunity to the SARS-CoV-2 Omicron variant, potentially balancing the lack of neutralizing antibodies in preventing or limiting severe COVID-19. Booster vaccinations are needed to further restore Omicron cross-neutralization by antibodies.

Abstract Bivalent COVID-19 vaccines comprising ancestral Wuhan-Hu-1 (WH1) and the Omicron BA.1 or BA.5 subvariant elicit enhanced serum antibody responses to emerging Omicron subvariants. We characterized the memory B-cell (Bmem) response following a fourth dose with a BA.1 or BA.5 bivalent vaccine, and compared the immunogenicity with a WH1 monovalent fourth dose. Healthcare workers previously immunized with mRNA or adenoviral vector monovalent vaccines were sampled before and one-month after a monovalent, BA.1 or BA.5 bivalent fourth dose COVID-19 vaccine. RBD-specific Bmem were quantified with an in-depth spectral flow cytometry panel including recombinant RBD proteins of the WH1, BA.1, BA.5, BQ.1.1, and XBB.1.5 variants. All recipients had slightly increased WH1 RBD-specific Bmem numbers. Recognition of Omicron subvariants was not enhanced following monovalent vaccination, while both bivalent vaccines significantly increased WH1 RBD-specific Bmem cross-recognition of all Omicron subvariants tested by flow cytometry. Thus, Omicron-based bivalent vaccines can improve recognition of descendent Omicron subvariants by pre-existing, WH1-specific Bmem, beyond that of a conventional, monovalent vaccine. This provides new insights into the capacity of variant-based mRNA booster vaccines to improve immune memory against emerging SARS-CoV-2 variants.

Objective: We evaluated the immunogenicity of a bivalent BA.1 COVID-19 booster vaccine in people with HIV (PWH). Design: Prospective observational cohort study. Methods: PWH aged ≥45 years received Wuhan-BA.1 mRNA-1273.214 and those <45 years Wuhan-BA.1 BNT162b2. Participants were propensity score-matched 1 : 2 to people without HIV (non-PWH) by age, primary vaccine platform (mRNA-based or vector-based), number of prior COVID-19 boosters and SARS-CoV-2 infections, and spike (S1)-specific antibodies on the day of booster administration. The primary endpoint was the geometric mean ratio (GMR) of ancestral S1-specific antibodies from day 0 to 28 in PWH compared to non-PWH. Secondary endpoints included humoral responses, T-cell responses and cytokine responses up to 180 days post-vaccination. Results: Forty PWH received mRNA-1273.214 ( N = 35) or BNT162b2 ( N = 5) following mRNA-based ( N = 29) or vector-based ( N = 11) primary vaccination. PWH were predominantly male (87% vs. 26% of non-PWH) and median 57 years [interquartile range (IQR) 53–59]. Their median CD4 + T-cell count was 775 (IQR 511–965) and the plasma HIV-RNA load was <50 copies/ml in 39/40. The GMR of S1-specific antibodies by 28 days post-vaccination was comparable between PWH [4.48, 95% confidence interval (CI) 3.24–6.19] and non-PWH (4.07, 95% CI 3.42–4.83). S1-specific antibody responses were comparable between PWH and non-PWH up to 180 days, and T-cell responses up to 90 days post-vaccination. Interferon-γ, interleukin (IL)-2, and IL-4 cytokine concentrations increased 28 days post-vaccination in PWH. Conclusion: A bivalent BA.1 booster vaccine was immunogenic in well treated PWH, eliciting comparable humoral responses to non-PWH. However, T-cell responses waned faster after 90 days in PWH compared to non-PWH.