Summary Background The longevity of the immune response against SARS-CoV-2 is currently debated. We thus profiled the serum anti-SARS-CoV-2 antibody levels and virus specific memory B- and T-cell responses over time in convalescent COVID-19 patients. Methods A cohort of COVID-19 patients from the Lombardy region in Italy who experienced mild to critical disease and Swedish volunteers with mild symptoms, were tested for the presence of elevated anti-spike and anti-receptor binding domain antibody levels over a period of eight months. In addition, specific memory B- and T-cell responses were tested in selected patient samples. Results Anti-SARS-CoV-2 antibodies were present in 85% samples collected within 4 weeks after onset of symptoms in COVID-19 patients. Levels of specific IgM or IgA antibodies declined after 1 month while levels of specific IgG antibodies remained stable up to 6 months after diagnosis. Anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies were still present, though at a significantly lower level, in 80% samples collected at 6-8 months after symptom onset. SARS-CoV-2-specific memory B- and T-cell responses were developed in vast majority of the patients tested, regardless of disease severity, and remained detectable up to 6-8 months after infection. Conclusions Although the serum levels of anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies started to decline, virus-specific T and/or memory B cell responses increased with time and maintained during the study period (6-8 months after infection). Funding European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (ATAC), the Italian Ministry of Health, CIMED, the Swedish Research Council and the China Scholarship Council.

Summary Background Information concerning the longevity of immunity to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) following natural infection may have considerable implications for durability of immunity induced by vaccines. Here, we monitored the SARS-CoV-2 specific immune response in convalescent coronavirus disease-2019 (COVID-19) patients up to 15 months after symptoms onset. Methods The levels of anti-spike and anti-receptor binding domain antibodies and neutralizing activities were tested in a total of 188 samples from 136 convalescent patients who experience mild to critical COVID-19. Specific memory B and T cell responses were measured in 76 peripheral blood mononuclear cell samples collected from 54 patients. Twenty-three vaccinated individuals were included for comparison. Findings Following a peak at day 15-28 post-infection, the IgG antibody response and plasma neutralizing titers gradually decreased over time but stabilized after 6 months. Plasma neutralizing activity against G614 was still detected in 87% of the patients at 6-15 months. Compared to G614, the median neutralizing titers against Beta, Gamma and Delta variants in plasma collected at early (15-103 days) and late (9-15 month) convalescence were 16- and 8-fold lower, respectively. SARS-CoV-2-specific memory B and T cells reached a peak at 3-6 months and persisted in the majority of patients up to 15 months although a significant decrease in specific T cells was observed between 6 and 15 months. Conclusion The data suggest that antiviral specific immunity especially memory B cells in COVID-19 convalescent patients is long-lasting, but some variants of concern, including the fast-spreading Delta variant, may at least partially escape the neutralizing activity of plasma antibodies. Funding EU-ATAC consortium, the Italian Ministry of Health, the Swedish Research Council, SciLifeLab, and KAW.

Abstract The emergence of Omicron lineages and descendent subvariants continues to present a severe threat to the effectiveness of vaccines and therapeutic antibodies. We have previously suggested that an insufficient mucosal IgA response induced by the mRNA vaccines is associated with a surge in breakthrough infections. Here, we further show that the intramuscular mRNA and/or inactivated vaccines cannot sufficiently boost the mucosal sIgA response in uninfected individuals, particularly against the Omicron variant. We thus engineered and characterized recombinant monomeric, dimeric and secretory IgA1 antibodies derived from four neutralizing IgG monoclonal antibodies targeting the receptor-binding domain of the spike protein (01A05, rmAb23, DXP-604 and XG014). Compared to their parental IgG antibodies, dimeric and secretory IgA1 antibodies showed a higher neutralizing activity against different variants of concern (VOCs), in part due to an increased avidity. Importantly, the dimeric or secretory IgA1 form of the DXP-604 antibody significantly outperformed its parental IgG antibody, and neutralized the Omicron lineages BA.1, BA.2 and BA.4/5 with a 50-150-fold increase in potency, reaching the level of the most potent monoclonal antibodies described till date. In hACE2 transgenic mice, a single intranasal dose of the dimeric IgA DXP-604 conferred prophylactic and therapeutic protection against Omicron BA.5. Conversion of IgA and dimerization further enhanced or restored the neutralizing ability against the emerging Omicron sub-variants (DXP-604 for BQ.1, BQ.1.1 and BA2.75; 01A05 for BA2.75, BA.2.75.2 and XBB.1). Thus, dimeric or secretory IgA delivered by nasal administration may potentially be exploited for the treatment and prevention of Omicron infection, thereby providing an alternative tool for combating immune evasion by subvariants and, potentially, future VOCs. One Sentence Summary Engineered dimeric and secretory IgA1 neutralized Omicron variant with higher potency than parental IgG.