Prolonged symptom duration and disability are common in adults hospitalized with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19). Characterizing return to baseline health among outpatients with milder COVID-19 illness is important for understanding the full spectrum of COVID-19-associated illness and tailoring public health messaging, interventions, and policy. During April 15-June 25, 2020, telephone interviews were conducted with a random sample of adults aged ≥18 years who had a first positive reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) test for SARS-CoV-2, the virus that causes COVID-19, at an outpatient visit at one of 14 U.S. academic health care systems in 13 states. Interviews were conducted 14-21 days after the test date. Respondents were asked about demographic characteristics, baseline chronic medical conditions, symptoms present at the time of testing, whether those symptoms had resolved by the interview date, and whether they had returned to their usual state of health at the time of interview. Among 292 respondents, 94% (274) reported experiencing one or more symptoms at the time of testing; 35% of these symptomatic respondents reported not having returned to their usual state of health by the date of the interview (median = 16 days from testing date), including 26% among those aged 18-34 years, 32% among those aged 35-49 years, and 47% among those aged ≥50 years. Among respondents reporting cough, fatigue, or shortness of breath at the time of testing, 43%, 35%, and 29%, respectively, continued to experience these symptoms at the time of the interview. These findings indicate that COVID-19 can result in prolonged illness even among persons with milder outpatient illness, including young adults. Effective public health messaging targeting these groups is warranted. Preventative measures, including social distancing, frequent handwashing, and the consistent and correct use of face coverings in public, should be strongly encouraged to slow the spread of SARS-CoV-2.

Importance

 A comprehensive understanding of the benefits of COVID-19 vaccination requires consideration of disease attenuation, determined as whether people who develop COVID-19 despite vaccination have lower disease severity than unvaccinated people. 

Objective

 To evaluate the association between vaccination with mRNA COVID-19 vaccines—mRNA-1273 (Moderna) and BNT162b2 (Pfizer-BioNTech)—and COVID-19 hospitalization, and, among patients hospitalized with COVID-19, the association with progression to critical disease. 

Design, Setting, and Participants

 A US 21-site case-control analysis of 4513 adults hospitalized between March 11 and August 15, 2021, with 28-day outcome data on death and mechanical ventilation available for patients enrolled through July 14, 2021. Date of final follow-up was August 8, 2021. 

Exposures

 COVID-19 vaccination. 

Main Outcomes and Measures

 Associations were evaluated between prior vaccination and (1) hospitalization for COVID-19, in which case patients were those hospitalized for COVID-19 and control patients were those hospitalized for an alternative diagnosis; and (2) disease progression among patients hospitalized for COVID-19, in which cases and controls were COVID-19 patients with and without progression to death or mechanical ventilation, respectively. Associations were measured with multivariable logistic regression. 

Results

 Among 4513 patients (median age, 59 years [IQR, 45-69]; 2202 [48.8%] women; 23.0% non-Hispanic Black individuals, 15.9% Hispanic individuals, and 20.1% with an immunocompromising condition), 1983 were case patients with COVID-19 and 2530 were controls without COVID-19. Unvaccinated patients accounted for 84.2% (1669/1983) of COVID-19 hospitalizations. Hospitalization for COVID-19 was significantly associated with decreased likelihood of vaccination (cases, 15.8%; controls, 54.8%; adjusted OR, 0.15; 95% CI, 0.13-0.18), including for sequenced SARS-CoV-2 Alpha (8.7% vs 51.7%; aOR, 0.10; 95% CI, 0.06-0.16) and Delta variants (21.9% vs 61.8%; aOR, 0.14; 95% CI, 0.10-0.21). This association was stronger for immunocompetent patients (11.2% vs 53.5%; aOR, 0.10; 95% CI, 0.09-0.13) than immunocompromised patients (40.1% vs 58.8%; aOR, 0.49; 95% CI, 0.35-0.69) (P < .001) and weaker at more than 120 days since vaccination with BNT162b2 (5.8% vs 11.5%; aOR, 0.36; 95% CI, 0.27-0.49) than with mRNA-1273 (1.9% vs 8.3%; aOR, 0.15; 95% CI, 0.09-0.23) (P < .001). Among 1197 patients hospitalized with COVID-19, death or invasive mechanical ventilation by day 28 was associated with decreased likelihood of vaccination (12.0% vs 24.7%; aOR, 0.33; 95% CI, 0.19-0.58). 

Conclusions and Relevance

 Vaccination with an mRNA COVID-19 vaccine was significantly less likely among patients with COVID-19 hospitalization and disease progression to death or mechanical ventilation. These findings are consistent with risk reduction among vaccine breakthrough infections compared with absence of vaccination.

Abstract Objectives To characterize the clinical severity of covid-19 associated with the alpha, delta, and omicron SARS-CoV-2 variants among adults admitted to hospital and to compare the effectiveness of mRNA vaccines to prevent hospital admissions related to each variant. Design Case-control study. Setting 21 hospitals across the United States. Participants 11 690 adults (≥18 years) admitted to hospital: 5728 with covid-19 (cases) and 5962 without covid-19 (controls). Patients were classified into SARS-CoV-2 variant groups based on viral whole genome sequencing, and, if sequencing did not reveal a lineage, by the predominant circulating variant at the time of hospital admission: alpha (11 March to 3 July 2021), delta (4 July to 25 December 2021), and omicron (26 December 2021 to 14 January 2022). Main outcome measures Vaccine effectiveness calculated using a test negative design for mRNA vaccines to prevent covid-19 related hospital admissions by each variant (alpha, delta, omicron). Among patients admitted to hospital with covid-19, disease severity on the World Health Organization’s clinical progression scale was compared among variants using proportional odds regression. Results Effectiveness of the mRNA vaccines to prevent covid-19 associated hospital admissions was 85% (95% confidence interval 82% to 88%) for two vaccine doses against the alpha variant, 85% (83% to 87%) for two doses against the delta variant, 94% (92% to 95%) for three doses against the delta variant, 65% (51% to 75%) for two doses against the omicron variant; and 86% (77% to 91%) for three doses against the omicron variant. In-hospital mortality was 7.6% (81/1060) for alpha, 12.2% (461/3788) for delta, and 7.1% (40/565) for omicron. Among unvaccinated patients with covid-19 admitted to hospital, severity on the WHO clinical progression scale was higher for the delta versus alpha variant (adjusted proportional odds ratio 1.28, 95% confidence interval 1.11 to 1.46), and lower for the omicron versus delta variant (0.61, 0.49 to 0.77). Compared with unvaccinated patients, severity was lower for vaccinated patients for each variant, including alpha (adjusted proportional odds ratio 0.33, 0.23 to 0.49), delta (0.44, 0.37 to 0.51), and omicron (0.61, 0.44 to 0.85). Conclusions mRNA vaccines were found to be highly effective in preventing covid-19 associated hospital admissions related to the alpha, delta, and omicron variants, but three vaccine doses were required to achieve protection against omicron similar to the protection that two doses provided against the delta and alpha variants. Among adults admitted to hospital with covid-19, the omicron variant was associated with less severe disease than the delta variant but still resulted in substantial morbidity and mortality. Vaccinated patients admitted to hospital with covid-19 had significantly lower disease severity than unvaccinated patients for all the variants.