Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) emerged in December 20191,2 and is responsible for the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic3. Vaccines are an essential countermeasure and are urgently needed to control the pandemic4. Here we show that the adenovirus-vector-based vaccine ChAdOx1 nCoV-19, which encodes the spike protein of SARS-CoV-2, is immunogenic in mice and elicites a robust humoral and cell-mediated response. This response was predominantly mediated by type-1 T helper cells, as demonstrated by the profiling of the IgG subclass and the expression of cytokines. Vaccination with ChAdOx1 nCoV-19 (using either a prime-only or a prime-boost regimen) induced a balanced humoral and cellular immune response of type-1 and type-2 T helper cells in rhesus macaques. We observed a significantly reduced viral load in the bronchoalveolar lavage fluid and lower respiratory tract tissue of vaccinated rhesus macaques that were challenged with SARS-CoV-2 compared with control animals, and no pneumonia was observed in vaccinated SARS-CoV-2-infected animals. However, there was no difference in nasal shedding between vaccinated and control SARS-CoV-2-infected macaques. Notably, we found no evidence of immune-enhanced disease after viral challenge in vaccinated SARS-CoV-2-infected animals. The safety, immunogenicity and efficacy profiles of ChAdOx1 nCoV-19 against symptomatic PCR-positive COVID-19 disease will now be assessed in randomized controlled clinical trials in humans.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the causative agent of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), has caused a global pandemic, and safe, effective vaccines are urgently needed1. Strong, Th1-skewed T cell responses can drive protective humoral and cell-mediated immune responses2 and might reduce the potential for disease enhancement3. Cytotoxic T cells clear virus-infected host cells and contribute to control of infection4. Studies of patients infected with SARS-CoV-2 have suggested a protective role for both humoral and cell-mediated immune responses in recovery from COVID-19 (refs. 5,6). ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) is a candidate SARS-CoV-2 vaccine comprising a replication-deficient simian adenovirus expressing full-length SARS-CoV-2 spike protein. We recently reported preliminary safety and immunogenicity data from a phase 1/2 trial of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine (NCT04400838)7 given as either a one- or two-dose regimen. The vaccine was tolerated, with induction of neutralizing antibodies and antigen-specific T cells against the SARS-CoV-2 spike protein. Here we describe, in detail, exploratory analyses of the immune responses in adults, aged 18–55 years, up to 8 weeks after vaccination with a single dose of ChAdOx1 nCoV-19 in this trial, demonstrating an induction of a Th1-biased response characterized by interferon-γ and tumor necrosis factor-α cytokine secretion by CD4+ T cells and antibody production predominantly of IgG1 and IgG3 subclasses. CD8+ T cells, of monofunctional, polyfunctional and cytotoxic phenotypes, were also induced. Taken together, these results suggest a favorable immune profile induced by ChAdOx1 nCoV-19 vaccine, supporting the progression of this vaccine candidate to ongoing phase 2/3 trials to assess vaccine efficacy. A single dose of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine elicits antibodies and cytokine-producing T cells that might help control or prevent SARS-CoV-2 infection.

The West African outbreak of Ebola virus disease that peaked in 2014 has caused more than 11,000 deaths. The development of an effective Ebola vaccine is a priority for control of a future outbreak.

More than 190 vaccines are currently in development to prevent infection by the novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. Animal studies suggest that while neutralizing antibodies against the viral spike protein may correlate with protection, additional antibody functions may also be important in preventing infection. Previously, we reported early immunogenicity and safety outcomes of a viral vector coronavirus vaccine, ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222), in a single-blinded phase 1/2 randomized controlled trial of healthy adults aged 18–55 years ( NCT04324606 ). Now we describe safety and exploratory humoral and cellular immunogenicity of the vaccine, from subgroups of volunteers in that trial, who were subsequently allocated to receive a homologous full-dose (SD/SD D56; n = 20) or half-dose (SD/LD D56; n = 32) ChAdOx1 booster vaccine 56 d following prime vaccination. Previously reported immunogenicity data from the open-label 28-d interval prime-boost group (SD/SD D28; n = 10) are also presented to facilitate comparison. Additionally, we describe volunteers boosted with the comparator vaccine (MenACWY; n = 10). In this interim report, we demonstrate that a booster dose of ChAdOx1 nCoV-19 is safe and better tolerated than priming doses. Using a systems serology approach we also demonstrate that anti-spike neutralizing antibody titers, as well as Fc-mediated functional antibody responses, including antibody-dependent neutrophil/monocyte phagocytosis, complement activation and natural killer cell activation, are substantially enhanced by a booster dose of vaccine. A booster dose of vaccine induced stronger antibody responses than a dose-sparing half-dose boost, although the magnitude of T cell responses did not increase with either boost dose. These data support the two-dose vaccine regime that is now being evaluated in phase 3 clinical trials. Two doses of the coronavirus disease 2019 vaccine ChAdOx1 nCoV-19 boost antibody responses and functions in phase 1/2 trial participants.

Pandemic progress in Kenya By the end of July 2020, Kenya had reported only 341 deaths and ∼20,000 cases of COVID-19. This is in marked contrast to the tens of thousands of deaths reported in many higher-income countries. The true extent of COVID-19 in the community was unknown and likely to be higher than reports indicated. Uyoga et al. found an overall seroprevalence among blood donors of 4.3%, peaking in 35- to 44-year-old individuals (see the Perspective by Maeda and Nkengasong). The low mortality can be partly explained by the steep demographics in Kenya, where less than 4% of the population is 65 or older. These circumstances combine to result in Kenyan hospitals not currently being overwhelmed by patients with respiratory distress. However, the imposition of a strict lockdown in this country has shifted the disease burden to maternal and child deaths as a result of disruption to essential medical services. Science , this issue p. 79 ; see also p. 27

Abstract The spread of SARS-CoV-2 has caused a global pandemic that has affected almost every aspect of human life. The development of an effective COVID-19 vaccine could limit the morbidity and mortality caused by infection, and may enable the relaxation of social distancing measures. Age is one of the most significant risk factors for poor health outcomes after SARS-CoV-2 infection, therefore it is desirable that any new vaccine candidates should elicit a robust immune response in older adults. Here, we test the immunogenicity of the adenoviral vectored vaccine ChAdOx1 nCoV-19 (AZD-1222) in aged mice. We find that a single dose of this vaccine induces cellular and humoral immunity in aged mice, but at a reduced magnitude than in younger adult mice. Furthermore, we report that a second dose enhances the immune response to this vaccine in aged mice, indicating that a primeboost strategy may be a rational approach to enhance immunogenicity in older persons.

Abstract Clinical development of the COVID-19 vaccine candidate ChAdOx1 nCoV-19, a replication-deficient simian adenoviral vector expressing the full-length SARS-CoV-2 spike (S) protein was initiated in April 2020 following non-human primate studies using a single immunisation. Here, we compared the immunogenicity of one or two doses of ChAdOx1 nCoV-19 in both mice and pigs. Whilst a single dose induced antigen-specific antibody and T cells responses, a booster immunisation enhanced antibody responses, particularly in pigs, with a significant increase in SARS-CoV-2 neutralising titres.

Abstract Many tuberculosis (TB) vaccine candidates are designed as a boost to BCG; an understanding of the BCG-induced immune response is therefore critical, and the opportunity to relate this to circumstances where BCG does protect may direct the design of more efficacious vaccines. While the T cell response to BCG vaccination has been well-characterised, little is known about the B cell and antibody response. We demonstrate BCG vaccine-mediated induction of specific antibodies in different human populations and macaque species which represent important preclinical models for TB vaccine development. We observe a strong correlation between antibody titres in serum versus plasma with modestly higher titres in serum. We also report for the first time the rapid and transient induction of antibody-secreting plasmablasts following BCG vaccination, together with a robust and durable memory B cell response in humans. Finally, we demonstrate a potential contribution of the antibody response to BCG vaccine-mediated control of mycobacterial growth in vitro . Taken together, our findings indicate that the humoral immune response in the context of BCG vaccination merits further attention to determine whether TB vaccine candidates could benefit from the induction of humoral as well as cellular immunity.

Viral haemorrhagic fevers (VHF) pose a significant threat to human health. In recent years, VHF outbreaks caused by Ebola, Marburg and Lassa viruses have caused substantial morbidity and mortality in West and Central Africa. In 2022, an Ebola disease outbreak in Uganda caused by Sudan virus resulted in 164 cases with 55 deaths. In 2023, a Marburg disease outbreak was confirmed in Equatorial Guinea and Tanzania resulting in over 49 confirmed or suspected cases; 41 of which were fatal. There are no clearly defined correlates of protection against these VHF, impeding targeted vaccine development. Any vaccine developed should therefore induce strong and preferably long-lasting humoral and cellular immunity against these viruses. Ideally this immunity should also cross-protect against viral variants, which are known to circulate in animal reservoirs and cause human disease. We have utilized two viral vectored vaccine platforms, an adenovirus (ChAdOx1) and Modified Vaccinia Ankara (MVA), to develop a multi-pathogen vaccine regime against three filoviruses (Ebola virus, Sudan virus, Marburg virus) and an arenavirus (Lassa virus). These platform technologies have consistently demonstrated the capability to induce robust cellular and humoral antigen-specific immunity in humans, most recently in the rollout of the licensed ChAdOx1-nCoV19/AZD1222. Here, we show that our multi-pathogen vaccines elicit strong cellular and humoral immunity, induce a diverse range of chemokines and cytokines, and most importantly, confers protection after lethal Ebola virus, Sudan virus and Marburg virus challenges in a small animal model.

Abstract Several vaccines have demonstrated efficacy against SARS-CoV-2 mediated disease, yet there is limited data on the immune response induced by heterologous vaccination regimens using alternate vaccine modalities. Here, we present a detailed description of the immune response, in mice, following vaccination with a self-amplifying RNA (saRNA) vaccine and an adenoviral vectored vaccine (ChAdOx1 nCoV-19/AZD1222) against SARS-CoV-2. We demonstrate that antibody responses are higher in two dose heterologous vaccination regimens than single dose regimens. Neutralising titres after heterologous prime-boost were at least comparable or higher than the titres measured after homologous prime boost vaccination with viral vectors. Importantly, the cellular immune response after a heterologous regimen is dominated by cytotoxic T cells and Th1 + CD4 T cells which is superior to the response induced in homologous vaccination regimens in mice. These results underpin the need for clinical trials to investigate the immunogenicity of heterologous regimens with alternate vaccine technologies.