Abstract SARS-CoV-2 unprecedentedly threatens the public health at worldwide level. There is an urgent need to develop an effective vaccine within a highly accelerated time. Here, we present the most comprehensive S-protein-based linear B-cell epitope candidate list by combining epitopes predicted by eight widely-used immune-informatics methods with the epitopes curated from literature published between Feb 6, 2020 and July 10, 2020. We find four top prioritized linear B-cell epitopes in the hotspot regions of S protein can specifically bind with serum antibodies from horse, mouse, and monkey inoculated with different SARS-CoV-2 vaccine candidates or a patient recovering from COVID-19. The four linear B-cell epitopes can induce neutralizing antibodies against both pseudo and live SARS-CoV-2 virus in immunized wild-type BALB/c mice. This study suggests that the four linear B-cell epitopes are potentially important candidates for serological assay or vaccine development.

Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) continues to infect people globally. The increased COVID-19 cases and no licensed vaccines highlight the need to develop safe and effective vaccines against SARS-CoV-2 infection. Multiple vaccines candidates are under pre-clinical or clinical trails with different strengths and weaknesses. Here we developed a pilot scale production of a recombinant subunit vaccine (RBD-Fc Vacc) with the Receptor Binding Domain of SARS-CoV-2 S protein fused with the Fc domain of human IgG1. RBD-Fc Vacc induced SARS-CoV-2 specific neutralizing antibodies in non-human primates and human ACE2 transgenic mice. The antibodies induced in macaca fascicularis neutralized three divergent SARS-CoV2 strains, suggesting a broader neutralizing ability. Three times immunizations protected Macaca fascicularis (20ug or 40ug per dose) and mice (10ug or 20ug per dose) from SARS-CoV-2 infection respectively. These data support clinical development of SARS-CoV-2 vaccines for humans. RBD-Fc Vacc is currently being assessed in randomized controlled phase 1/II human clinical trails. Summary This study confirms protective efficacy of a SARS-CoV-2 RBD-Fc subunit vaccine.

Abstract With the prevalence of sequentially-emerged sublineages including BA.1, BA.2 and BA.5, SARS-CoV-2 Omicron infection has transformed into a regional epidemic disease. As a sublineage of BA.5, the BA.5.2.48 outbreak and evolved into multi-subvariants in China without clearly established virological characteristics, especially the pathogenicity. Though reduced airborne transmission and pathogenicity of former Omicron sublineages have been revealed in animal models, the virological characteristics of BA.5.2.48 was unidentified. Here, we evaluated the in vitro and in vivo virological characteristics of two isolates of the prevalent BA.5.2.48 subvariant, DY.2 and DY.1.1 (a subvariant of DY.1). DY.2 replicates more efficiently than DY.1.1 in Hela hACE2+ cells and Calu-3 cells. The A570S mutation (of DY.1) in a normal BA.5 spike protein (DY.2) leads to a 20% improvement in the hACE2 binding affinity, which is slightly reduced by a further K147E mutation (of DY.1.1). Compared to the normal BA.5 spike, the double-mutated protein demonstrates efficient cleavage and reduced fusogenicity. BA.5.2.48 demonstrated enhanced airborne transmission capacity in hamsters than BA.2. The pathogenicity of BA.5.2.48 is greater than BA.2, as revealed in K18-hACE2 rodents. Under immune selection pressure, DY.1.1 shows stronger fitness than DY.2 in hamster turbinates. Thus the outbreaking prevalent BA.5.2.48 multisubvariants exhibites divergent virological features. Importance Omicron continues to circulate and evolves novel sublineages with indistinguishable pathogenicity and transmission. Therefore humanized Omicron-sensitive animal models must be applied to evaluate the virological characteritics and antiviral therapeutics. By using multiple models including the Omicron-lethal H11-K18-hACE2 rodents, BA.5.2.48 revealed higher pathogenicity in the novel H11-K18-hACE2 rodent models than the previously epidemic BA.2, and thus the models are more adapted to Omicron studies. Moreover, the regional outbreaking of BA.5.2.48 promotes the multidirectional evolution of its subvariants, gaining either enhanced pathogenicity or a fitness in upper airways which is associated with higher transmission, highlighting the importance of surveillance and virological studies on regionally endemic sublineages which represents the short-run evolutionary direction of Omicron.

Abstract With the SARS-CoV-2 Omicron XBB.1.9 sublineage circulating worldwide, two XBB.1.9 variants, EG.5.1 and HK.3 spread rapidly and became dominant from middle 2023. However, the spike features, pathogenicity, and transmissibility of HK.3 are largely unknown. Here, we performed multiscale investigations to reveal the virological features of XBB.1.9 subvariants, especially the newly emerging HK.3. HK.3 revealed high replication efficiency in vitro. The HK.3 spike exhibited enhanced processing, although its infectivity, fusogenicity, and hACE2 binding affinity were comparable to those of the EG.5 and XBB.1 spikes. All XBB.1.9.1, EG.5.1 and HK.3 strains demonstrated efficient transmission in hamsters, although XBB.1.9.1 exhibited stronger fitness in the upper airways. HK.3 and EG.5.1 exhibited greater pathogenicity than XBB.1.9.1 and BA.2 in H11-K18-hACE2 hamsters. Our studies provide insight into the newly emerging pathogens HK.3 and EG.5.1. Importance In animal models, the ongoing attenuated pathogenicity and poor transmission of Omicron subvariants seems to reach a consensus. However, our results revealed that Omicron XBB.1.9 subvariants, including one of the key variants of interest, EG.5 with its another key subvariant HK.3, universally exhibited both increased pathogenicity and highly transmission. This study reemphasized the importance of surveillance in characteristics of epidemic Omicron subvariants.