The immune response to SARS-CoV-2 is critical in controlling disease, but there is concern that waning immunity may predispose to reinfection. We analyzed the magnitude and phenotype of the SARS-CoV-2-specific T cell response in 100 donors at 6 months following infection. T cell responses were present by ELISPOT and/or intracellular cytokine staining analysis in all donors and characterized by predominant CD4+ T cell responses with strong interleukin (IL)-2 cytokine expression. Median T cell responses were 50% higher in donors who had experienced a symptomatic infection, indicating that the severity of primary infection establishes a 'set point' for cellular immunity. T cell responses to spike and nucleoprotein/membrane proteins were correlated with peak antibody levels. Furthermore, higher levels of nucleoprotein-specific T cells were associated with preservation of nucleoprotein-specific antibody level although no such correlation was observed in relation to spike-specific responses. In conclusion, our data are reassuring that functional SARS-CoV-2-specific T cell responses are retained at 6 months following infection.

Abstract SARS-CoV-2 infection is generally mild or asymptomatic in children but a biological basis for this outcome is unclear. Here we compare antibody and cellular immunity in children (aged 3–11 years) and adults. Antibody responses against spike protein were high in children and seroconversion boosted responses against seasonal Beta-coronaviruses through cross-recognition of the S2 domain. Neutralization of viral variants was comparable between children and adults. Spike-specific T cell responses were more than twice as high in children and were also detected in many seronegative children, indicating pre-existing cross-reactive responses to seasonal coronaviruses. Importantly, children retained antibody and cellular responses 6 months after infection, whereas relative waning occurred in adults. Spike-specific responses were also broadly stable beyond 12 months. Therefore, children generate robust, cross-reactive and sustained immune responses to SARS-CoV-2 with focused specificity for the spike protein. These findings provide insight into the relative clinical protection that occurs in most children and might help to guide the design of pediatric vaccination regimens.

Abstract Omicron variants of SARS-CoV-2 are globally dominant and infection rates are very high in children. We determined immune responses following Omicron BA.1/2 infection in children aged 6-14 years and related this to prior and subsequent SARS-CoV-2 infection or vaccination. Primary Omicron infection elicited a weak antibody response with poor functional neutralizing antibodies. Subsequent Omicron reinfection or COVID-19 vaccination elicited increased antibody titres with broad neutralisation of Omicron subvariants. Prior pre-Omicron SARS-CoV-2 virus infection or vaccination primed for robust antibody responses following Omicron infection but these remained primarily focussed against ancestral variants. Primary Omicron infection thus elicits a weak antibody response in children which is boosted after reinfection or vaccination. Cellular responses were robust and broadly equivalent in all groups, providing protection against severe disease irrespective of SARS-CoV-2 variant. Immunological imprinting is likely to act as an important determinant of long-term humoral immunity, the future clinical importance of which is unknown.