The 2009 pandemic H1N1 influenza pandemic demonstrated the global health threat of reassortant influenza strains. Herein, we report a detailed analysis of plasmablast and monoclonal antibody responses induced by pandemic H1N1 infection in humans. Unlike antibodies elicited by annual influenza vaccinations, most neutralizing antibodies induced by pandemic H1N1 infection were broadly cross-reactive against epitopes in the hemagglutinin (HA) stalk and head domain of multiple influenza strains. The antibodies were from cells that had undergone extensive affinity maturation. Based on these observations, we postulate that the plasmablasts producing these broadly neutralizing antibodies were predominantly derived from activated memory B cells specific for epitopes conserved in several influenza strains. Consequently, most neutralizing antibodies were broadly reactive against divergent H1N1 and H5N1 influenza strains. This suggests that a pan-influenza vaccine may be possible, given the right immunogen. Antibodies generated potently protected and rescued mice from lethal challenge with pandemic H1N1 or antigenically distinct influenza strains, making them excellent therapeutic candidates.

Influenza A virus-specific cytotoxic T lymphocytes (CTL) capable of lysing cells infected with any influenza A virus ("cross-reactive CTL") constitute a major portion of the host CTL response to influenza. The viral nucleoprotein (NP), a major internal virion structural protein, has been implicated as a possible target antigen for cross-reactive CTL. To directly examine CTL recognition of NP, a vaccinia virus recombinant containing a DNA copy of an influenza A virus NP gene was constructed. We found that murine cells infected with this virus were efficiently lysed in a major histocompatibility complex-restricted manner by cross-reactive CTL populations obtained by immunization with a variety of influenza A virus subtypes. In addition, the recombinant vaccinia virus containing the PR8 NP gene was able to both stimulate and prime for a vigorous secondary cross-reactive CTL response. Significantly, splenocytes from mice primed by inoculation with the recombinant vaccinia virus containing the PR8 NP gene could be stimulated by influenza A viruses of all three major human subtypes. Finally, unlabeled target competition experiments suggest that NP is a major, but not the sole, viral target antigen recognized by cross-reactive CTL.