Cross-reactive immune responses to SARS-CoV-2 have been observed in pre-pandemic cohorts and proposed to contribute to host protection. Here we assess 52 COVID-19 household contacts to capture immune responses at the earliest timepoints after SARS-CoV-2 exposure. Using a dual cytokine FLISpot assay on peripheral blood mononuclear cells, we enumerate the frequency of T cells specific for spike, nucleocapsid, membrane, envelope and ORF1 SARS-CoV-2 epitopes that cross-react with human endemic coronaviruses. We observe higher frequencies of cross-reactive (p = 0.0139), and nucleocapsid-specific (p = 0.0355) IL-2-secreting memory T cells in contacts who remained PCR-negative despite exposure (n = 26), when compared with those who convert to PCR-positive (n = 26); no significant difference in the frequency of responses to spike is observed, hinting at a limited protective function of spike-cross-reactive T cells. Our results are thus consistent with pre-existing non-spike cross-reactive memory T cells protecting SARS-CoV-2-naïve contacts from infection, thereby supporting the inclusion of non-spike antigens in second-generation vaccines.

Abstract A lymphocyte suffers many threats to its genome, including programmed mutation during differentiation, antigen-driven proliferation and residency in diverse microenvironments. After developing protocols for single-cell lymphocyte expansions, we sequenced whole genomes from 717 normal naive and memory B and T lymphocytes and hematopoietic stem cells. Lymphocytes carried more point mutations and structural variation than stem cells, accruing at higher rates in T than B cells, attributable to both exogenous and endogenous mutational processes. Ultraviolet light exposure and other sporadic mutational processes generated hundreds to thousands of mutations in some memory lymphocytes. Memory B cells acquired, on average, 18 off-target mutations genome-wide for every one on-target IGV mutation during the germinal center reaction. Structural variation was 16-fold higher in lymphocytes than stem cells, with ~15% of deletions being attributable to off-target RAG activity. One Sentence Summary: The mutational landscape of normal lymphocytes chronicles the off-target effects of programmed genome engineering during immunological diversification and the consequences of differentiation, proliferation and residency in diverse microenvironments.