A single, low-dose intradermal immunization with lipid-nanoparticle-encapsulated nucleoside-modified mRNA encoding the pre-membrane and envelope glycoproteins of Zika virus protects both mice and rhesus macaques against infection and elicits rapid and long-lasting neutralizing antibody responses. Public health efforts to combat Zika virus disease are hampered by lack of a safe and efficient vaccine. Drew Weissman and colleagues report the development of a candidate vaccine that is based on chemically stabilized messenger RNA (mRNA) that encodes the premembrane and envelope glycoproteins of the Zika virus. This mRNA is packaged into lipid nanoparticles that can be delivered intradermally. A single dose of the vaccine gave mice and rhesus macaques long-term immunity to the Zika virus. These findings pave the way for the development of candidate vaccines that could protect humans against Zika virus disease. Zika virus (ZIKV) has recently emerged as a pandemic associated with severe neuropathology in newborns and adults1. There are no ZIKV-specific treatments or preventatives. Therefore, the development of a safe and effective vaccine is a high priority. Messenger RNA (mRNA) has emerged as a versatile and highly effective platform to deliver vaccine antigens and therapeutic proteins2,3. Here we demonstrate that a single low-dose intradermal immunization with lipid-nanoparticle-encapsulated nucleoside-modified mRNA (mRNA–LNP) encoding the pre-membrane and envelope glycoproteins of a strain from the ZIKV outbreak in 2013 elicited potent and durable neutralizing antibody responses in mice and non-human primates. Immunization with 30 μg of nucleoside-modified ZIKV mRNA–LNP protected mice against ZIKV challenges at 2 weeks or 5 months after vaccination, and a single dose of 50 μg was sufficient to protect non-human primates against a challenge at 5 weeks after vaccination. These data demonstrate that nucleoside-modified mRNA–LNP elicits rapid and durable protective immunity and therefore represents a new and promising vaccine candidate for the global fight against ZIKV.

A DNA vaccine candidate for Zika The ongoing Zika epidemic in the Americas and the Caribbean urgently needs a protective vaccine. Two DNA vaccines composed of the genes that encode the structural premembrane and envelope proteins of Zika virus have been tested in monkeys. Dowd et al. show that two doses of vaccine given intramuscularly completely protected 17 of 18 animals against Zika virus challenge. A single low dose of vaccine was not protective but did reduce viral loads. Protection correlated with serum antibody neutralizing activity. Phase I clinical trials testing these vaccines are already ongoing. Science , this issue p. 237

The Zika virus epidemic and associated congenital infections have prompted rapid vaccine development. We assessed two new DNA vaccines expressing premembrane and envelope Zika virus structural proteins.We did two phase 1, randomised, open-label trials involving healthy adult volunteers. The VRC 319 trial, done in three centres, assessed plasmid VRC5288 (Zika virus and Japanese encephalitis virus chimera), and the VRC 320, done in one centre, assessed plasmid VRC5283 (wild-type Zika virus). Eligible participants were aged 18-35 years in VRC19 and 18-50 years in VRC 320. Participants were randomly assigned 1:1 by a computer-generated randomisation schedule prepared by the study statistician. All participants received intramuscular injection of 4 mg vaccine. In VRC 319 participants were assigned to receive vaccinations via needle and syringe at 0 and 8 weeks, 0 and 12 weeks, 0, 4, and 8 weeks, or 0, 4, and 20 weeks. In VRC 320 participants were assigned to receive vaccinations at 0, 4, and 8 weeks via single-dose needle and syringe injection in one deltoid or split-dose needle and syringe or needle-free injection with the Stratis device (Pharmajet, Golden, CO, USA) in each deltoid. Both trials followed up volunteers for 24 months for the primary endpoint of safety, assessed as local and systemic reactogenicity in the 7 days after each vaccination and all adverse events in the 28 days after each vaccination. The secondary endpoint in both trials was immunogenicity 4 weeks after last vaccination. These trials are registered with ClinicalTrials.gov, numbers NCT02840487 and NCT02996461.VRC 319 enrolled 80 participants (20 in each group), and VRC 320 enrolled 45 participants (15 in each group). One participant in VRC 319 and two in VRC 320 withdrew after one dose of vaccine, but were included in the safety analyses. Both vaccines were safe and well tolerated. All local and systemic symptoms were mild to moderate. In both studies, pain and tenderness at the injection site was the most frequent local symptoms (37 [46%] of 80 participants in VRC 319 and 36 [80%] of 45 in VRC 320) and malaise and headache were the most frequent systemic symptoms (22 [27%] and 18 [22%], respectively, in VRC 319 and 17 [38%] and 15 [33%], respectively, in VRC 320). For VRC5283, 14 of 14 (100%) participants who received split-dose vaccinations by needle-free injection had detectable positive antibody responses, and the geometric mean titre of 304 was the highest across all groups in both trials.VRC5283 was well tolerated and has advanced to phase 2 efficacy testing.Intramural Research Program of the Vaccine Research Center, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health.