BackgroundUse of heterologous prime-boost COVID-19 vaccine schedules could facilitate mass COVID-19 immunisation. However, we have previously reported that heterologous schedules incorporating an adenoviral vectored vaccine (ChAdOx1 nCoV-19, AstraZeneca; hereafter referred to as ChAd) and an mRNA vaccine (BNT162b2, Pfizer–BioNTech; hereafter referred to as BNT) at a 4-week interval are more reactogenic than homologous schedules. Here, we report the safety and immunogenicity of heterologous schedules with the ChAd and BNT vaccines.MethodsCom-COV is a participant-blinded, randomised, non-inferiority trial evaluating vaccine safety, reactogenicity, and immunogenicity. Adults aged 50 years and older with no or well controlled comorbidities and no previous SARS-CoV-2 infection by laboratory confirmation were eligible and were recruited at eight sites across the UK. The majority of eligible participants were enrolled into the general cohort (28-day or 84-day prime-boost intervals), who were randomly assigned (1:1:1:1:1:1:1:1) to receive ChAd/ChAd, ChAd/BNT, BNT/BNT, or BNT/ChAd, administered at either 28-day or 84-day prime-boost intervals. A small subset of eligible participants (n=100) were enrolled into an immunology cohort, who had additional blood tests to evaluate immune responses; these participants were randomly assigned (1:1:1:1) to the four schedules (28-day interval only). Participants were masked to the vaccine received but not to the prime-boost interval. The primary endpoint was the geometric mean ratio (GMR) of serum SARS-CoV-2 anti-spike IgG concentration (measured by ELISA) at 28 days after boost, when comparing ChAd/BNT with ChAd/ChAd, and BNT/ChAd with BNT/BNT. The heterologous schedules were considered non-inferior to the approved homologous schedules if the lower limit of the one-sided 97·5% CI of the GMR of these comparisons was greater than 0·63. The primary analysis was done in the per-protocol population, who were seronegative at baseline. Safety analyses were done among participants receiving at least one dose of a study vaccine. The trial is registered with ISRCTN, 69254139.FindingsBetween Feb 11 and Feb 26, 2021, 830 participants were enrolled and randomised, including 463 participants with a 28-day prime-boost interval, for whom results are reported here. The mean age of participants was 57·8 years (SD 4·7), with 212 (46%) female participants and 117 (25%) from ethnic minorities. At day 28 post boost, the geometric mean concentration of SARS-CoV-2 anti-spike IgG in ChAd/BNT recipients (12 906 ELU/mL) was non-inferior to that in ChAd/ChAd recipients (1392 ELU/mL), with a GMR of 9·2 (one-sided 97·5% CI 7·5 to ∞). In participants primed with BNT, we did not show non-inferiority of the heterologous schedule (BNT/ChAd, 7133 ELU/mL) against the homologous schedule (BNT/BNT, 14 080 ELU/mL), with a GMR of 0·51 (one-sided 97·5% CI 0·43 to ∞). Four serious adverse events occurred across all groups, none of which were considered to be related to immunisation.InterpretationDespite the BNT/ChAd regimen not meeting non-inferiority criteria, the SARS-CoV-2 anti-spike IgG concentrations of both heterologous schedules were higher than that of a licensed vaccine schedule (ChAd/ChAd) with proven efficacy against COVID-19 disease and hospitalisation. Along with the higher immunogenicity of ChAd/BNT compared with ChAD/ChAd, these data support flexibility in the use of heterologous prime-boost vaccination using ChAd and BNT COVID-19 vaccines.FundingUK Vaccine Task Force and National Institute for Health Research.

SummaryBackgroundCOVID-19 vaccine supply shortages are causing concerns about compromised immunity in some countries as the interval between the first and second dose becomes longer. Conversely, countries with no supply constraints are considering administering a third dose. We assessed the persistence of immunogenicity after a single dose of ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222), immunity after an extended interval (44–45 weeks) between the first and second dose, and response to a third dose as a booster given 28–38 weeks after the second dose.MethodsIn this substudy, volunteers aged 18–55 years who were enrolled in the phase 1/2 (COV001) controlled trial in the UK and had received either a single dose or two doses of 5 × 1010 viral particles were invited back for vaccination. Here we report the reactogenicity and immunogenicity of a delayed second dose (44–45 weeks after first dose) or a third dose of the vaccine (28–38 weeks after second dose). Data from volunteers aged 18–55 years who were enrolled in either the phase 1/2 (COV001) or phase 2/3 (COV002), single-blinded, randomised controlled trials of ChAdOx1 nCoV-19 and who had previously received a single dose or two doses of 5 × 1010 viral particles are used for comparison purposes. COV001 is registered with ClinicalTrials.gov, NCT04324606, and ISRCTN, 15281137, and COV002 is registered with ClinicalTrials.gov, NCT04400838, and ISRCTN, 15281137, and both are continuing but not recruiting.FindingsBetween March 11 and 21, 2021, 90 participants were enrolled in the third-dose boost substudy, of whom 80 (89%) were assessable for reactogenicity, 75 (83%) were assessable for evaluation of antibodies, and 15 (17%) were assessable for T-cells responses. The two-dose cohort comprised 321 participants who had reactogenicity data (with prime-boost interval of 8–12 weeks: 267 [83%] of 321; 15–25 weeks: 24 [7%]; or 44–45 weeks: 30 [9%]) and 261 who had immunogenicity data (interval of 8–12 weeks: 115 [44%] of 261; 15–25 weeks: 116 [44%]; and 44–45 weeks: 30 [11%]). 480 participants from the single-dose cohort were assessable for immunogenicity up to 44–45 weeks after vaccination. Antibody titres after a single dose measured approximately 320 days after vaccination remained higher than the titres measured at baseline (geometric mean titre of 66·00 ELISA units [EUs; 95% CI 47·83–91·08] vs 1·75 EUs [1·60–1·93]). 32 participants received a late second dose of vaccine 44–45 weeks after the first dose, of whom 30 were included in immunogenicity and reactogenicity analyses. Antibody titres were higher 28 days after vaccination in those with a longer interval between first and second dose than for those with a short interval (median total IgG titre: 923 EUs [IQR 525–1764] with an 8–12 week interval; 1860 EUs [917–4934] with a 15–25 week interval; and 3738 EUs [1824–6625] with a 44–45 week interval). Among participants who received a third dose of vaccine, antibody titres (measured in 73 [81%] participants for whom samples were available) were significantly higher 28 days after a third dose (median total IgG titre: 3746 EUs [IQR 2047–6420]) than 28 days after a second dose (median 1792 EUs [IQR 899–4634]; Wilcoxon signed rank test p=0·0043). T-cell responses were also boosted after a third dose (median response increased from 200 spot forming units [SFUs] per million peripheral blood mononuclear cells [PBMCs; IQR 127–389] immediately before the third dose to 399 SFUs per milion PBMCs [314–662] by day 28 after the third dose; Wilcoxon signed rank test p=0·012). Reactogenicity after a late second dose or a third dose was lower than reactogenicity after a first dose.InterpretationAn extended interval before the second dose of ChAdOx1 nCoV-19 leads to increased antibody titres. A third dose of ChAdOx1 nCoV-19 induces antibodies to a level that correlates with high efficacy after second dose and boosts T-cell responses.FundingUK Research and Innovation, Engineering and Physical Sciences Research Council, National Institute for Health Research, Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, National Institute for Health Research Oxford Biomedical Research Centre, Chinese Academy of Medical Sciences Innovation Fund for Medical Science, Thames Valley and South Midlands NIHR Clinical Research Network, AstraZeneca, and Wellcome.