Abstract The SARS-CoV-2 Omicron variant has been partitioned into four sub-lineages designated BA.1, BA.1.1, BA.2 and BA.3, with BA.2 becoming dominant worldwide recently by outcompeting BA.1 and BA.1.1. We and others have reported the striking antibody evasion of BA.1 and BA.2, but side-by-side comparison of susceptibility of all the major Omicron sub-lineages to vaccine-elicited or monoclonal antibody (mAb)-mediated neutralization are urgently needed. Using VSV-based pseudovirus, we found that sera from individuals vaccinated by two doses of inactivated whole-virion vaccines (BBIBP-CorV) showed very weak to no neutralization activity, while a homologous inactivated vaccine booster or a heterologous booster with protein subunit vaccine (ZF2001) markedly improved the neutralization titers against all Omicron variants. The comparison between sub-lineages indicated that BA.1.1, BA.2 and BA.3 had comparable or even greater antibody resistance than BA.1. We further evaluated the neutralization profile of a panel of 20 mAbs, including 10 already authorized or approved, against these Omicron sub-lineages as well as viruses with different Omicron spike single or combined mutations. Most mAbs lost their neutralizing activity completely or substantially, while some demonstrated distinct neutralization patterns among Omicron sub-lineages, reflecting their antigenic difference. Taken together, our results suggest all four Omicron sub-lineages threaten the efficacies of current vaccines and antibody therapeutics, highlighting the importance of vaccine boosters to combat the emerging SARS-CoV-2 variants.

Abstract The massive and rapid transmission of SARS-CoV-2 has led to the emergence of several viral variants of concern (VOCs), with the most recent one, B.1.1.529 (Omicron), which accumulated a large number of spike mutations, raising the specter that this newly identified variant may escape from the currently available vaccines and therapeutic antibodies. Using VSV-based pseudovirus, we found that Omicron variant is markedly resistant to neutralization of sera form convalescents or individuals vaccinated by two doses of inactivated whole-virion vaccines (BBIBP-CorV). However, a homologous inactivated vaccine booster or a heterologous booster with protein subunit vaccine (ZF2001) significantly increased neutralization titers to both WT and Omicron variant. Moreover, at day 14 post the third dose, neutralizing antibody titer reduction for Omicron was less than that for convalescents or individuals who had only two doses of the vaccine, indicating that a homologous or heterologous booster can reduce the Omicron escape from neutralizing. In addition, we tested a panel of 17 SARS-CoV-2 monoclonal antibodies (mAbs). Omicron resists 7 of 8 authorized/approved mAbs, as well as most of the other mAbs targeting distinct epitopes on RBD and NTD. Taken together, our results suggest the urgency to push forward the booster vaccination to combat the emerging SARS-CoV-2 variants.

Abstract Many new Omicron sub-lineages have been reported to evade neutralizing antibody response, including BA.2, BA.2.12.1, BA.4 and BA.5. Most recently, another emerging sub-lineage BA.2.75 has been reported in multiple countries. In this study, we constructed a comprehensive panel of pseudoviruses (PsVs), including wild-type, Delta, BA.1, BA.1.1, BA.2, BA.3, BA.2.3.1, BA.2.10.1, BA.2.12.1, BA.2.13, BA.2.75 and BA.4/BA.5, with accumulate coverage reached 91% according to the proportion of sequences deposited in GISAID database since Jan 1 st , 2022. We collected serum samples from healthy adults at day14 post homologous booster with BBIBP-CorV, or heterologous booster with ZF2001, primed with two doses of BBIBP-CorV, or from convalescents immunized with three-dose inactivated vaccines prior to infection with Omicron BA.2, and tested their neutralization activity on this panel of PsVs. Our results demonstrated that all Omicron sub-lineages showed substantial evasion of neutralizing antibodies induced by vaccination and infection, although BA.2.75 accumulated the largest number of mutations in its spike, BA.4 and BA.5 showed the strongest serum escape. However, BA.2 breakthrough infection could remarkably elevated neutralization titers against all different variants, especially titers against BA.2 and its derivative sub-lineages.

Newly emerged SARS-CoV-2 variants like JN.1, and more recently, the hypermutated BA.2.87.1, have raised global concern. We recruited two groups of participants who had BA.5/BF.7 breakthrough infection post three doses of inactivated vaccines: one group experienced subsequent XBB reinfection, while the other received the XBB-containing trivalent WSK-V102C vaccine. Our comparative analysis of their serum neutralization activities revealed that the WSK-V102C vaccine induced stronger antibody responses against a wide range of variants, notably including JN.1 and the highly escaped BA.2.87.1. Furthermore, our investigation into specific mutations revealed that fragment deletions in NTD significantly contribute to the immune evasion of the BA.2.87.1 variant. Our findings emphasize the necessity for ongoing vaccine development and adaptation to address the dynamic nature of SARS-CoV-2 variants.

Abstract SARS-CoV-2 is continuing to evolve and diversify, with an array of various Omicron sub-lineages, including BA.5, BA.2.75, BN.1, BF.7, BQ.1, BQ.1.1, XBB and XBB.1.5, now circulating globally at recent time. In this study, we evaluated the neutralization sensitivity of a comprehensive panel of Omicron subvariants to sera from different clinical cohorts, including individuals who received homologous or heterologous booster vaccinations, vaccinated people who had Delta or BA.2 breakthrough infection in previous waves, and patients who had BA.5 or BF.7 breakthrough infection in the current wave in China. All the Omicron subvariants exhibited substantial neutralization evasion, with BQ.1, BQ.1.1, XBB.1, and XBB.1.5 being the strongest escaped subvariants. Sera from Omicron breakthrough infection, especially the recent BA.5 or BF.7 breakthrough infection, exhibited higher neutralizing activity against all Omicron sub-lineages, indicating the chance of BA.5 and BF.7 being entirely replaced by BQ or XBB subvariants in China in a short-term might be low. We also demonstrated that the BQ and XBB subvariants were the most resistant viruses to monoclonal antibodies. Continuing to monitor the immune escape of SARS-CoV-2 emerging variants and developing novel broad-spectrum vaccines and antibodies are still crucial.

Abstract The current SARS-CoV-2 variants strikingly evade all authorized monoclonal antibodies and threaten the efficacy of serum-neutralizing activity elicited by vaccination or prior infection, urging the need to develop antivirals against SARS-CoV-2 and related sarbecoviruses. Here, we identified both potent and broadly neutralizing antibodies from a five-dose vaccinated donor who exhibited cross-reactive serum neutralizing activity against diverse coronaviruses. Through single B cell sorting and sequencing followed by a tailor-made computational pipeline, we successfully selected 86 antibodies with potential cross-neutralizing ability from 684 antibody sequences. Among them, one potently neutralized all SARS-CoV-2 variants that arose prior to Omicron BA.5, and the other three could broadly neutralize all current SARS-CoV-2 variants of concern, SARS-CoV and their related sarbecoviruses (Pangolin-GD, RaTG13, WIV-1, and SHC014). Cryo-EM analysis demonstrates that these antibodies have diverse neutralization mechanisms, such as disassembling spike trimers, or binding to RBM or SD1 to affect ACE2 binding. In addition, prophylactic administration of these antibodies significantly protects nasal turbinate and lung infections against BA.1, XBB.1 and SARS-CoV viral challenge in golden Syrian hamsters, respectively. This study reveals the potential utility of computational process to assist screening cross-reactive antibodies, as well as the potency of vaccine-induced broadly neutralizing antibodies against current SARS-CoV-2 variants and related sarbecoviruses, offering promising avenues for the development of broad therapeutic antibody drugs.

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and the seasonal influenza virus are spreading among humans concurrently, especially with the ongoing replacement of mutant strains. It is challenging to differentiate between symptoms for therapy due to the comparable symptoms following infection with the SARS-CoV-2 variants and influenza viruses. Meanwhile, in order to achieve rapid point-of-care testing (POCT) to manage the spread of the disease, we developed a dual lateral flow strip based on colloidal gold-labeled monoclonal antibodies that can perform differential detection of SARS-CoV-2 variants and influenza A viruses (IAV) in this study. High-affinity monoclonal antibodies (mAbs) targeting SARS-CoV-2 and IAV were prepared to capture antigens and labeled with colloidal gold nanoparticles (AuNPs). Based on high-affinity mAbs, two targets were immobilized on one nitrocellulose (NC) to establish the lateral flow strip (LFS) for differential diagnosis of SARS-CoV-2 and IAV. With no reactivity to other viruses, this LFS is extremely specific and can only identify SARS-CoV-2 and IAV. The LFS showed a limit of detection (LOD) of 4.88 ng/mL for the Omicron BA.2 RBD protein and 2.44 ng/mL for the nucleoprotein (NP) protein of H1N1. When analyzing 16 SARS-CoV-2 positive clinical samples, eight IAV positive clinical samples, and six negative samples that had already been pre-confirmed by commercial kits, its clinical application is effectively and accurately proven. These results demonstrated that the LFS integrated with AuNPs has great potential to facilitate quick, easy, and reliable POCT diagnosis for promoting the control of infectious diseases.