Abstract COVID-19 and influenza are both highly contagious respiratory diseases with a wide range of severe symptoms and cause great disease burdens globally. It has become very urgent and important to develop a bivalent vaccine that is able to target these two infectious diseases simultaneously. In this study, we generated three attenuated replicating recombinant VSV (rVSV) vaccine candidates. These rVSV-based vaccines co-express SARS-CoV-2 Delta variant spike protein (SP) or the receptor binding domain (RBD) and four copies of the highly conserved M2 ectodomain (M2e) of influenza A fused with the Ebola glycoprotein DC-targeting/activation domain. Animal studies have shown that immunization with these bivalent rVSV vaccines induced efficient but variable levels of humoral and cell-mediated immune responses against both SARS-CoV-2 and influenza M2e protein. Significantly, our vaccine candidates induced production of high levels of neutralizing antibodies that protected cells against SARS-CoV-2 Delta and other SP-pseudovirus infections in culture. Furthermore, vaccination with the bivalent VSV vaccine via either intramuscular or intranasal route efficiently protected mice from the lethal challenge of H1N1 and H3N2 influenza viruses and significantly reduced viral load in the lungs. These studies provide convincing evidence for the high efficacy of this bivalent vaccine to prevent influenza replication and initiate robust immune responses against SARS-CoV-2 Delta variants. Further investigation of its efficacy to protect against SARS-CoV-2 Delta variants will provide substantial evidence for new avenues to control two contagious respiratory infections, COVID-19 and influenza.

Abstract Until now, no approved effective vaccine and antiviral therapeutic are available for treatment or prevention of SARS-coronavirus 2 (SCoV-2) virus infection. In this study, we established a SCoV-2 Spike glycoprotein (SP), including a SP mutant D614G, pseudotyped HIV-1-based vector system and tested their ability to infect ACE2-expressing cells. This study revealed that a C-terminal 17 amino acid deletion in SCoV-2 SP significantly increases the incorporation of SP into the pseudotyped viruses and enhanced its infectivity, which may be helpful in the design of SCoV2-SP-based vaccine strategies. Moreover, based on this system, we have demonstrated that an aqueous extract from the Chinese herb Prunella vulgaris (CHPV) and a compound, suramin, displayed potent inhibitory effects on both wild type and mutant (G614) SCoV-2 SP pseudotyped virus (SCoV-2-SP-PVs)-mediated infection. The 50% inhibitory concentration (IC50) for CHPV and suramin on SCoV-2-SP-PVs are 30, and 40 μg/ml, respectively. To define the mechanisms of their actions, we demonstrated that both CHPV and suramin are able to directly interrupt SCoV-2–SP binding to its receptor ACE2 and block the viral entry step. Importantly, our results also showed that CHPV or suramin can efficiently reduce levels of cytopathic effect caused by SARS-CoV-2 virus (hCoV-19/Canada/ON-VIDO-01/2020) infection in Vero cells. Furthermore, our results demonstrated that the combination of CHPV/suramin with an anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibody mediated more potent blocking effect against SCoV2-SP-PVs. Overall, this study provides evidence that CHPV and suramin has anti-SARS-CoV-2 activity and may be developed as a novel antiviral approach against SARS-CoV-2 infection.

Abstract A universal influenza vaccine is required for broad protection against influenza infection. Here, we revealed the efficacy of novel influenza vaccine candidates based on Ebola glycoprotein (EboGP) DC-targeting domain (EΔM) fusion protein technology. We fused influenza hemagglutinin stalk (HAcs) and extracellular matrix protein (M2e) or four copies of M2e (referred to as tetra M2e (tM2e)) with EΔM to generate EΔM-HM2e or EΔM-tM2e, respectively, and revealed that EΔM facilitates DC/macrophage targeting in vitro . In a mouse study, EΔM-HM2e- or EΔM-tM2e-pseudotyped viral particles (PVPs) induced significantly higher titers of anti-HA and/or anti-M2e antibodies. We also developed recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV)-EΔM-HM2e and rVSV-EΔM-tM2e vaccines that resulted in rapid and potent induction of HA and/or M2 antibodies in mouse sera and mucosa. Importantly, vaccination protects mice from influenza H1N1 and H3N2 challenges. Taken together, our study suggests that recombinant rVSV-EΔM-HM2e and rVSV-EΔM-tM2e are efficacious and protective universal vaccines against influenza.

To investigate the immune responses and protection ability of ultraviolet light (UV)-inactivated recombinant vesicular stomatitis (rVSV)-based vectors that expressed a fusion protein consisting of four copies of the influenza matrix 2 protein ectodomain (tM2e) and the Dendritic Cell (DC)-targeting domain of the Ebola Glycoprotein (EΔM), (rVSV-EΔM-tM2e).

SUMMARY The Delta variant is now the most dominant and virulent SARS-CoV-2 variant of concern (VOC). In this study, we investigated several virological features of Delta spike protein (SP Delta ), including protein maturation and its impact on viral entry of cell-free pseudotyped virus, cell-cell fusion ability and its induction of inflammatory cytokine production in human macrophages and dendritic cells. The results showed that SPΔC Delta exhibited enhanced S1/S2 cleavage in cells and pseudotyped virus-like particles (PVLPs). We further showed that SPΔC Delta elevated pseudovirus infection in human lung cell lines and mediated significantly enhanced syncytia formation. Furthermore, we revealed that SPΔC Delta -PVLPs had stronger effects on stimulating NF-κB and AP-1 signaling in human monocytic THP1 cells and induced significantly higher levels of pro-inflammatory cytokine, such as TNF-α, IL-1β and IL-6, released from human macrophages and dendritic cells. Overall, these studies provide evidence to support the important role of SPΔC Delta during virus infection, transmission and pathogenesis.

Abstract COVID-19 and influenza both cause enormous disease burdens, and vaccines are the primary measures for their control. Since these viral diseases are transmitted through the mucosal surface of the respiratory tract, developing an effective and convenient mucosal vaccine should be a high priority. We previously reported a recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV)-based bivalent vaccine (v-EM2/SPΔC1 Delta ) that protects animals from both SARS-CoV-2 and influenza viruses via intramuscular and intranasal immunization. Here, we further investigated the immune response induced by oral immunization with this vaccine and its protective efficacy in mice. The results demonstrated that the oral cavity delivery, like the intranasal route, elicited strong and protective systemic immune responses against SARS-CoV-2 and influenza A virus. This included high levels of neutralizing antibodies (NAbs) against SARS-CoV-2, as well as strong anti-SARS-CoV-2 spike protein (SP) antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) and anti-influenza M2 ADCC responses in mice sera. Furthermore, it provided efficient protection against challenge with influenza H1N1 virus in a mouse model, with a 100% survival rate and a significant low lung viral load of influenza virus. All these findings provide substantial evidence for the effectiveness of oral immunization with the rVSV bivalent vaccine.