The recent emergence and rapid response to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 was enabled by prototype pathogen and vaccine platform approaches, driven by the preemptive application of RNA vaccine technology to the related Middle East respiratory syndrome coronavirus. Recently, the National Institutes of Allergy and Infectious Diseases identified nine virus families of concern, eight enveloped virus families and one nonenveloped virus family, for which vaccine generation is a priority. Although RNA vaccines have been described for a variety of enveloped viruses, a roadmap for their use against nonenveloped viruses is lacking. Enterovirus D68 was recently designated a prototype pathogen within the family Picornaviridae of nonenveloped viruses because of its rapid evolution and respiratory route of transmission, coupled with a lack of diverse anti-enterovirus vaccine approaches in development. Here, we describe a proof-of-concept approach using a clinical stage RNA vaccine platform that induced robust enterovirus D68–neutralizing antibody responses in mice and nonhuman primates and prevented upper and lower respiratory tract infections and neurological disease in mice. In addition, we used our platform to rapidly characterize the antigenic diversity within the six genotypes of enterovirus D68, providing the necessary data to inform multivalent vaccine compositions that can elicit optimal breadth of neutralizing responses. These results demonstrate that RNA vaccines can be used as tools in our pandemic-preparedness toolbox for nonenveloped viruses.

Abstract Epstein-Barr virus (EBV) is associated with several malignancies, neurodegenerative disorders and is the causative agent of infectious mononucleosis. A vaccine that prevents EBV-driven morbidity and mortality remains an unmet need. EBV is orally transmitted, infecting both B cells and epithelial cells. Several virally encoded proteins are involved in entry. The gH/gL glycoprotein complex is essential for infectivity irrespective of cell type, while gp42 is essential for infection of B cells. gp350 promotes viral attachment by binding to CD21 or CD35 and is the most abundant glycoprotein on the virion. gH/gL, gp42 and gp350, are known targets of neutralizing antibodies and therefore relevant immunogens for vaccine development. Here, we developed and optimized the delivery of several alphavirus-derived replicon RNA (repRNA) vaccine candidates encoding gH/gL, gH/gL/gp42 or gp350 delivered by a cationic nanocarrier termed LION™. The lead candidate, encoding full-length gH/gL, elicited high titers of neutralizing antibodies that persisted for at least 8 months and a vaccine-specific CD8 + T cell response. Transfer of vaccine-elicited IgG protected humanized mice from EBV-driven tumor formation and death following high-dose viral challenge. These data demonstrate that LION/repRNA-gH/gL is an ideal candidate vaccine for preventing EBV infection and/or related malignancies in humans.

Abstract The ongoing circulation of influenza A H5N1 in the United States has raised concerns of a pandemic caused by highly pathogenic avian influenza. Although the United States has stockpiled and is prepared to produce millions of vaccine doses to address an H5N1 pandemic, currently circulating H5N1 viruses contain multiple mutations within the immunodominant head domain of hemagglutinin (HA) compared to the antigens used in stockpiled vaccines. It is unclear if these stockpiled vaccines will need to be updated to match the contemporary H5N1 strains. Here we show that a replicating RNA vaccine expressing the HA of an H5N1 isolated from a US dairy cow confers complete protection against homologous lethal challenge in mice. A repRNA encoding the HA of a clade 1 H5 from 2004 (A/Vietnam/1203/2004) as utilized by some stockpiled vaccines, confers only partial protection. Our data highlight the utility of nucleic acid vaccines to be rapidly updated to match emergent viruses of concern while demonstrating that contemporary bovine H5N1 viruses can evade immunity elicited by historical HA antigens.