Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) emerged in December 20191,2 and is responsible for the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic3. Vaccines are an essential countermeasure and are urgently needed to control the pandemic4. Here we show that the adenovirus-vector-based vaccine ChAdOx1 nCoV-19, which encodes the spike protein of SARS-CoV-2, is immunogenic in mice and elicites a robust humoral and cell-mediated response. This response was predominantly mediated by type-1 T helper cells, as demonstrated by the profiling of the IgG subclass and the expression of cytokines. Vaccination with ChAdOx1 nCoV-19 (using either a prime-only or a prime-boost regimen) induced a balanced humoral and cellular immune response of type-1 and type-2 T helper cells in rhesus macaques. We observed a significantly reduced viral load in the bronchoalveolar lavage fluid and lower respiratory tract tissue of vaccinated rhesus macaques that were challenged with SARS-CoV-2 compared with control animals, and no pneumonia was observed in vaccinated SARS-CoV-2-infected animals. However, there was no difference in nasal shedding between vaccinated and control SARS-CoV-2-infected macaques. Notably, we found no evidence of immune-enhanced disease after viral challenge in vaccinated SARS-CoV-2-infected animals. The safety, immunogenicity and efficacy profiles of ChAdOx1 nCoV-19 against symptomatic PCR-positive COVID-19 disease will now be assessed in randomized controlled clinical trials in humans.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the causative agent of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), has caused a global pandemic, and safe, effective vaccines are urgently needed1. Strong, Th1-skewed T cell responses can drive protective humoral and cell-mediated immune responses2 and might reduce the potential for disease enhancement3. Cytotoxic T cells clear virus-infected host cells and contribute to control of infection4. Studies of patients infected with SARS-CoV-2 have suggested a protective role for both humoral and cell-mediated immune responses in recovery from COVID-19 (refs. 5,6). ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) is a candidate SARS-CoV-2 vaccine comprising a replication-deficient simian adenovirus expressing full-length SARS-CoV-2 spike protein. We recently reported preliminary safety and immunogenicity data from a phase 1/2 trial of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine (NCT04400838)7 given as either a one- or two-dose regimen. The vaccine was tolerated, with induction of neutralizing antibodies and antigen-specific T cells against the SARS-CoV-2 spike protein. Here we describe, in detail, exploratory analyses of the immune responses in adults, aged 18–55 years, up to 8 weeks after vaccination with a single dose of ChAdOx1 nCoV-19 in this trial, demonstrating an induction of a Th1-biased response characterized by interferon-γ and tumor necrosis factor-α cytokine secretion by CD4+ T cells and antibody production predominantly of IgG1 and IgG3 subclasses. CD8+ T cells, of monofunctional, polyfunctional and cytotoxic phenotypes, were also induced. Taken together, these results suggest a favorable immune profile induced by ChAdOx1 nCoV-19 vaccine, supporting the progression of this vaccine candidate to ongoing phase 2/3 trials to assess vaccine efficacy. A single dose of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine elicits antibodies and cytokine-producing T cells that might help control or prevent SARS-CoV-2 infection.

An unconventional route to protection One promising approach toward an HIV-1 vaccine involves infecting people with cytomegalovirus engineered to express proteins from HIV-1. This approach, which works by eliciting virus-killing CD8 + T cells, provides robust protection in nonhuman primate models. Hansen et al. have found out why this approach is so effective. Normally, peptide antigens presented by major histocompatibility complex-1a (MHC-Ia) activate CD8 + T cells. In vaccinated monkeys, however, CD8 + T cells reacted to peptide antigens presented by MHC-E molecules instead. Moreover, MHC-E could present a much wider range of peptides than MHC-Ia. Science , this issue p. 714

Abstract Clinical development of the COVID-19 vaccine candidate ChAdOx1 nCoV-19, a replication-deficient simian adenoviral vector expressing the full-length SARS-CoV-2 spike (S) protein was initiated in April 2020 following non-human primate studies using a single immunisation. Here, we compared the immunogenicity of one or two doses of ChAdOx1 nCoV-19 in both mice and pigs. Whilst a single dose induced antigen-specific antibody and T cells responses, a booster immunisation enhanced antibody responses, particularly in pigs, with a significant increase in SARS-CoV-2 neutralising titres.

Abstract Current inflammatory bowel disease (IBD) therapies are ineffective in a high proportion of patients. Combining bulk and single-cell transcriptomics, quantitative histopathology, and in situ localisation, we describe heterogeneity of the tissular inflammatory response in IBD treatment failure. Among inflammatory pathotypes, we found high neutrophil infiltration, activation of fibroblasts, and vascular remodelling at sites of deep ulceration was a feature of non-response to several anti-inflammatory therapies. Activated fibroblasts in the ulcer bed display neutrophil chemoattractant properties that are IL-1R- but not TNF-dependent. The identification of distinct, localised, tissular pathotypes associated with treatment non-response will aid precision targeting of current therapeutics and provide a biological rationale for IL-1 signalling blockade in ulcerating disease.

Viral haemorrhagic fevers (VHF) pose a significant threat to human health. In recent years, VHF outbreaks caused by Ebola, Marburg and Lassa viruses have caused substantial morbidity and mortality in West and Central Africa. In 2022, an Ebola disease outbreak in Uganda caused by Sudan virus resulted in 164 cases with 55 deaths. In 2023, a Marburg disease outbreak was confirmed in Equatorial Guinea and Tanzania resulting in over 49 confirmed or suspected cases; 41 of which were fatal. There are no clearly defined correlates of protection against these VHF, impeding targeted vaccine development. Any vaccine developed should therefore induce strong and preferably long-lasting humoral and cellular immunity against these viruses. Ideally this immunity should also cross-protect against viral variants, which are known to circulate in animal reservoirs and cause human disease. We have utilized two viral vectored vaccine platforms, an adenovirus (ChAdOx1) and Modified Vaccinia Ankara (MVA), to develop a multi-pathogen vaccine regime against three filoviruses (Ebola virus, Sudan virus, Marburg virus) and an arenavirus (Lassa virus). These platform technologies have consistently demonstrated the capability to induce robust cellular and humoral antigen-specific immunity in humans, most recently in the rollout of the licensed ChAdOx1-nCoV19/AZD1222. Here, we show that our multi-pathogen vaccines elicit strong cellular and humoral immunity, induce a diverse range of chemokines and cytokines, and most importantly, confers protection after lethal Ebola virus, Sudan virus and Marburg virus challenges in a small animal model.

Abstract Although licensed vaccines against influenza virus have been successful in reducing pathogen-mediated disease, they have been less effective at preventing viral infection of the airways and current seasonal updates to influenza vaccines do not always successfully accommodate viral drift. Most licensed influenza and recently licensed RSV vaccines are administered via the intramuscular route. Alternative immunisation strategies, such as intranasal vaccinations, and “prime-pull” regimens, may deliver a more sterilising form of protection against respiratory viruses. A bivalent ChAdOx1-based vaccine (ChAdOx1-NP + M1-RSVF) encoding conserved nucleoprotein and matrix 1 proteins from influenza A virus and a modified pre-fusion stabilised RSV A F protein, was designed, developed and tested in preclinical animal models. The aim was to induce broad, cross-protective tissue-resident T cells against heterotypic influenza viruses and neutralising antibodies against RSV in the respiratory mucosa and systemically. When administered via an intramuscular prime-intranasal boost (IM-IN) regimen in mice, superior protection was generated against challenge with either RSV A, Influenza A H3N2 or H1N1. These results support further clinical development of a pan influenza & RSV vaccine administered in a prime-pull regimen.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) emerged in December 2019 and is responsible for the COVID-19 pandemic . Vaccines are an essential countermeasure urgently needed to control the pandemic . Here, we show that the adenovirus-vectored vaccine ChAdOx1 nCoV-19, encoding the spike protein of SARS-CoV-2, is immunogenic in mice, eliciting a robust humoral and cell-mediated response. This response was not Th2 dominated, as demonstrated by IgG subclass and cytokine expression profiling. A single vaccination with ChAdOx1 nCoV-19 induced a humoral and cellular immune response in rhesus macaques. We observed a significantly reduced viral load in bronchoalveolar lavage fluid and respiratory tract tissue of vaccinated animals challenged with SARS-CoV-2 compared with control animals, and no pneumonia was observed in vaccinated rhesus macaques. Importantly, no evidence of immune-enhanced disease following viral challenge in vaccinated animals was observed. ChAdOx1 nCoV-19 is currently under investigation in a phase I clinical trial. Safety, immunogenicity and efficacy against symptomatic PCR-positive COVID-19 disease will now be assessed in randomised controlled human clinical trials.

Abstract Viral haemorrhagic fevers (VHF) pose a significant threat to human health. In recent years, VHF outbreaks caused by Ebola, Marburg and Lassa viruses have caused substantial morbidity and mortality in West and Central Africa. In 2022, an Ebola disease outbreak in Uganda caused by Sudan ebolavirus resulted in 164 cases with 55 deaths. In February 2023, a Marburg disease outbreak was confirmed in Equatorial Guinea resulting in 15 confirmed and 23 suspected cases to date, with a second outbreak occurring concurrently in Tanzania. There are no clearly defined correlates of protection against these VHF, impeding targeted subunit vaccine development. Any vaccine developed should therefore induce strong and preferably long-lasting humoral and cellular immunity against these viruses. Ideally this immunity should also cross-protect against viral variants, which are known to circulate in animal reservoirs and cause human disease. We have utilized two viral vectored vaccine platforms, an adenovirus (ChAdOx1) and Modified Vaccinia Ankara (MVA), to develop a multi-pathogen vaccine regime against three filoviruses (Zaire ebolavirus, Sudan ebolavirus, Marburg) and an arenavirus (Lassa). These platform technologies have consistently demonstrated the capability to induce robust cellular and humoral antigen-specific immunity in humans, most recently in the rollout of the licensed ChAdOx1-nCoV19 /AZD1222. Here, we show that our multi-pathogen vaccines elicit strong cellular and humoral immunity, induce a diverse range of chemokines and cytokines, and most importantly, confers protection after lethal Zaire ebolavirus, Sudan ebolavirus and Marburg virus challenges in a small animal model. Author summary Outbreaks caused by Ebola and Lassa viruses have made headlines worldwide in recent years. Most recently, in 2023 a Marburg virus outbreak has claimed tens of lives with a high case fatality rate. As yet, no licensed vaccine exists to protect against this and other viral haemorrhagic fevers. An ideal vaccine would induce long-lasting immunity to, and protection from, viruses causing viral haemorrhagic fevers. We developed vaccines which can target multiple strains of Ebolavirus, the closely related Marburg virus and Lassa virus. The geographical ranges of these viruses overlap in West and Central Africa. We used viral vector platform technologies to generate these vaccines; ChAdOx1 has now been administered worldwide as part of COVID-19 vaccine rollouts, and MVA has been used in numerous clinical trials thus far. We found that both long lasting, antigen specific T cell and antibody responses were induced after vaccination. Lastly, we demonstrated these vaccines could protect small animals against challenge with Zaire ebolavirus, Sudan ebolavirus and Marburg virus.

Abstract Several vaccines have demonstrated efficacy against SARS-CoV-2 mediated disease, yet there is limited data on the immune response induced by heterologous vaccination regimens using alternate vaccine modalities. Here, we present a detailed description of the immune response, in mice, following vaccination with a self-amplifying RNA (saRNA) vaccine and an adenoviral vectored vaccine (ChAdOx1 nCoV-19/AZD1222) against SARS-CoV-2. We demonstrate that antibody responses are higher in two dose heterologous vaccination regimens than single dose regimens. Neutralising titres after heterologous prime-boost were at least comparable or higher than the titres measured after homologous prime boost vaccination with viral vectors. Importantly, the cellular immune response after a heterologous regimen is dominated by cytotoxic T cells and Th1 + CD4 T cells which is superior to the response induced in homologous vaccination regimens in mice. These results underpin the need for clinical trials to investigate the immunogenicity of heterologous regimens with alternate vaccine technologies.