Preexisting immune response to SARS-CoV-2 Robust T cell responses to the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) virus occur in most individuals with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Several studies have reported that some people who have not been exposed to SARS-CoV-2 have preexisting reactivity to SARS-CoV-2 sequences. The immunological mechanisms underlying this preexisting reactivity are not clear, but previous exposure to widely circulating common cold coronaviruses might be involved. Mateus et al. found that the preexisting reactivity against SARS-CoV-2 comes from memory T cells and that cross-reactive T cells can specifically recognize a SARS-CoV-2 epitope as well as the homologous epitope from a common cold coronavirus. These findings underline the importance of determining the impacts of preexisting immune memory in COVID-19 disease severity. Science , this issue p. 89

The emergence of SARS-CoV-2 variants with evidence of antibody escape highlight the importance of addressing whether the total CD4+ and CD8+ T cell recognition is also affected. Here, we compare SARS-CoV-2-specific CD4+ and CD8+ T cells against the B.1.1.7, B.1.351, P.1, and CAL.20C lineages in COVID-19 convalescents and in recipients of the Moderna (mRNA-1273) or Pfizer/BioNTech (BNT162b2) COVID-19 vaccines. The total reactivity against SARS-CoV-2 variants is similar in terms of magnitude and frequency of response, with decreases in the 10%-22% range observed in some assay/VOC combinations. A total of 7% and 3% of previously identified CD4+ and CD8+ T cell epitopes, respectively, are affected by mutations in the various VOCs. Thus, the SARS-CoV-2 variants analyzed here do not significantly disrupt the total SARS-CoV-2 T cell reactivity; however, the decreases observed highlight the importance for active monitoring of T cell reactivity in the context of SARS-CoV-2 evolution.

SUMMARY SARS-CoV-2 infection and COVID-19 vaccines elicit memory T cell responses. Here, we report the development of two new pools of E xperimentally-defined T cell epitopes derived from the non-spike R emainder of the SARS-CoV-2 proteome (CD4RE and CD8RE). The combination of T cell responses to these new pools and Spike (S) were used to discriminate four groups of subjects with different SARS-CoV-2 infection and COVID-19 vaccine status: non-infected, non-vaccinated (I−V−); infected and non-vaccinated (I+V−); infected and then vaccinated (I+V+); and non-infected and vaccinated (I−V+). The overall classification accuracy based on 30 subjects/group was 89.2% in the original cohort and 88.5% in a validation cohort of 96 subjects. The T cell classification scheme was applicable to different mRNA vaccines, and different lengths of time post-infection/post-vaccination. T cell responses from breakthrough infections (infected vaccinees, V+I+) were also effectively segregated from the responses of vaccinated subjects using the same classification tool system. When all five groups where combined, for a total of 239 different subjects, the classification scheme performance was 86.6%. We anticipate that a T cell-based immunodiagnostic scheme able to classify subjects based on their vaccination and natural infection history will be an important tool for longitudinal monitoring of vaccination and aid in establishing SARS-CoV−2 correlates of protection.

The incidence of whooping cough (pertussis), the respiratory disease caused by Bordetella pertussis (BP) has increased in recent years, and it is suspected that the switch from whole-cell pertussis (wP) to acellular pertussis (aP) vaccines may be a contributing factor to the rise in morbidity. While a growing body of evidence indicates that T cells play a role in the control and prevention of symptomatic disease, nearly all data on human BP-specific T cells is related to the four antigens contained in the aP vaccines, and data detailing T cell responses to additional non-aP antigens, are lacking. Here, we derived a full-genome map of human BP-specific CD4+ T cell responses using a high-throughput ex vivo Activation Induced Marker (AIM) assay, to screen a peptide library spanning over 3000 different BP ORFs. First, our data show that BP specific-CD4+ T cells are associated with a large and previously unrecognized breadth of responses, including hundreds of targets. Notably, fifteen distinct non-aP vaccine antigens were associated with reactivity comparable to that of the aP vaccine antigens. Second, the overall pattern and magnitude of CD4+ T cell reactivity to aP and non-aP vaccine antigens was similar regardless of aP vs wP childhood vaccination history, suggesting that the profile of T cell reactivity in adults is not driven by vaccination, but rather is likely driven by subsequent asymptomatic or sub-clinical infections. Finally, while aP vaccine responses were Th1/Th2 polarized as a function of childhood vaccination, CD4+ T cell responses to non-aP BP antigens vaccine responses were not, suggesting that these antigens could be used to avoid the Th2 bias associated with aP vaccination. Overall, these findings enhance our understanding of human T cell responses against BP and suggest potential targets for designing next-generation pertussis vaccines.

SUMMARY The emergence of SARS-CoV-2 variants highlighted the need to better understand adaptive immune responses to this virus. It is important to address whether also CD4+ and CD8+ T cell responses are affected, because of the role they play in disease resolution and modulation of COVID-19 disease severity. Here we performed a comprehensive analysis of SARS-CoV-2-specific CD4+ and CD8+ T cell responses from COVID-19 convalescent subjects recognizing the ancestral strain, compared to variant lineages B.1.1.7, B.1.351, P.1, and CAL.20C as well as recipients of the Moderna (mRNA-1273) or Pfizer/BioNTech (BNT162b2) COVID-19 vaccines. Similarly, we demonstrate that the sequences of the vast majority of SARS-CoV-2 T cell epitopes are not affected by the mutations found in the variants analyzed. Overall, the results demonstrate that CD4+ and CD8+ T cell responses in convalescent COVID-19 subjects or COVID-19 mRNA vaccinees are not substantially affected by mutations found in the SARS-CoV-2 variants.