Abstract Influenza virus is a major respiratory viral pathogen responsible for the deaths of hundreds of thousands worldwide each year. Current vaccines provide protection primarily by inducing strain-specific antibody responses with the requirement of a match between vaccine strains and circulating strains. It has been suggested that anti-influenza T-cell responses, in addition to antibody responses may provide the broadest protection against different flu strains. Therefore, to address this urgent need, it is desirable to develop a vaccine candidate with an ability to induce balanced adaptive immunity including cell mediated immune responses. A live viral vector technology should exhibit safety, immunogenicity, effectiveness in the presence of pre-existing immunity, and the ability to induce mucosal immune responses. Here, we used VC2, an established Herpes Simplex Virus type 1 vaccine vector, to express the influenza HA protein. We show that this virus is capable of generating potent and specific anti-influenza humoral and cell-mediated immune responses. We further show that a single vaccination with the VC2-derived influenza vaccine protects mice from lethal challenge with influenza virus. Our data support the continued development of VC2-derived influenza vaccines for protection of human populations from both seasonal and pandemic strains of influenza. Finally, our results support the potential of VC2-derived vaccines as a platform for the rapid development of vaccines against emerging and established pathogens, particularly respiratory pathogens.

Abstract Despite the success of global vaccination programs in slowing the spread of COVID-19, these efforts have been hindered by the emergence of new SARS-CoV-2 strains capable of evading prior immunity. The mutation and evolution of SARS-CoV-2 have created a demand for persistent efforts in vaccine development. SARS-CoV-2 Spike protein has been the primary target for COVID-19 vaccine development, but it is also the hotspot of mutations directly involved in host susceptibility and immune evasion. Our ability to predict emerging mutants and select conserved epitopes is critical for the development of a broadly neutralizing therapy or a universal vaccine. In this article, we review the general paradigm of immune responses to COVID-19 vaccines, highlighting the immunological epitopes of Spike protein that are likely associated with eliciting protective immunity resulting from vaccination. Specifically, we analyze the structural and evolutionary characteristics of the SARS-CoV-2 Spike protein related to immune activation and function via the toll-like receptors (TLRs), B cells, and T cells. We aim to provide a comprehensive analysis of immune epitopes of Spike protein, thereby contributing to the development of new strategies for broad neutralization or universal vaccination.

Vaccines have demonstrated remarkable effectiveness in protecting against COVID-19; however, concerns regarding vaccine-associated enhanced respiratory diseases (VAERD) following breakthrough infections have emerged. Spike protein subunit vaccines for SARS-CoV-2 induce VAERD in hamsters, where aluminum adjuvants promote a Th2-biased immune response, leading to increased type 2 pulmonary inflammation in animals with breakthrough infections. To gain a deeper understanding of the potential risks and the underlying mechanisms of VAERD, we immunized ACE2-humanized mice with SARS-CoV-2 Spike protein adjuvanted with aluminum and CpG-ODN. Subsequently, we exposed them to increasing doses of SARS-CoV-2 to establish a breakthrough infection. The vaccine elicited robust neutralizing antibody responses, reduced viral titers, and enhanced host survival. However, following a breakthrough infection, vaccinated animals exhibited severe pulmonary immunopathology, characterized by a significant perivascular infiltration of eosinophils and CD4+ T cells, along with increased expression of Th2/Th17 cytokines. Intracellular flow cytometric analysis revealed a systemic Th17 inflammatory response, particularly pronounced in the lungs. Our data demonstrate that aluminum/CpG adjuvants induce strong antibody and Th1-associated immunity against COVID-19 but also prime a robust Th2/Th17 inflammatory response, which may contribute to the rapid onset of T cell-mediated pulmonary immunopathology following a breakthrough infection. These findings underscore the necessity for further research to unravel the complexities of VAERD in COVID-19 and to enhance vaccine formulations for broad protection and maximum safety.

ABSTRACT Influenza virus is a major respiratory viral pathogen responsible for the deaths of hundreds of thousands worldwide each year. Current vaccines provide protection primarily by inducing strain‐specific antibody responses with the requirement of a match between vaccine strains and circulating strains. It has been suggested that anti‐influenza T‐cell responses, in addition to antibody responses may provide the broadest protection against different flu strains. Therefore, to address this urgent need, it is desirable to develop a vaccine candidate with an ability to induce balanced adaptive immunity including cell mediated immune responses. Here, we explored the potential of VC2, a well‐characterized Herpes Simplex Virus type 1 vaccine vector, as a live attenuated influenza vaccine candidate. We generated a recombinant VC2 virus expressing the influenza A hemagglutinin protein. We show that this virus is capable of generating potent and specific anti‐influenza humoral and cell‐mediated immune responses. We further show that a single vaccination with the VC2‐derived influenza vaccine protects mice from lethal challenge with influenza virus. Our data support the continued development of VC2‐derived influenza vaccines for protection of human populations from both seasonal and pandemic strains of influenza. Finally, our results support the potential of VC2‐derived vaccines as a platform for the rapid development of vaccines against emerging and established pathogens, particularly respiratory pathogens.