A safe and effective vaccine against COVID-19 is urgently needed in quantities that are sufficient to immunize large populations. Here we report the preclinical development of two vaccine candidates (BNT162b1 and BNT162b2) that contain nucleoside-modified messenger RNA that encodes immunogens derived from the spike glycoprotein (S) of SARS-CoV-2, formulated in lipid nanoparticles. BNT162b1 encodes a soluble, secreted trimerized receptor-binding domain (known as the RBD–foldon). BNT162b2 encodes the full-length transmembrane S glycoprotein, locked in its prefusion conformation by the substitution of two residues with proline (S(K986P/V987P); hereafter, S(P2) (also known as P2 S)). The flexibly tethered RBDs of the RBD–foldon bind to human ACE2 with high avidity. Approximately 20% of the S(P2) trimers are in the two-RBD 'down', one-RBD 'up' state. In mice, one intramuscular dose of either candidate vaccine elicits a dose-dependent antibody response with high virus-entry inhibition titres and strong T-helper-1 CD4+ and IFNγ+CD8+ T cell responses. Prime–boost vaccination of rhesus macaques (Macaca mulatta) with the BNT162b candidates elicits SARS-CoV-2-neutralizing geometric mean titres that are 8.2–18.2× that of a panel of SARS-CoV-2-convalescent human sera. The vaccine candidates protect macaques against challenge with SARS-CoV-2; in particular, BNT162b2 protects the lower respiratory tract against the presence of viral RNA and shows no evidence of disease enhancement. Both candidates are being evaluated in phase I trials in Germany and the USA1–3, and BNT162b2 is being evaluated in an ongoing global phase II/III trial (NCT04380701 and NCT04368728). BNT162b1 and BNT162b2 are two candidate mRNA vaccines against COVID-19 that elicit high virus-entry inhibition titres in mice, elicit high virus-neutralizing titres in rhesus macaques and protect macaques from SARS-CoV-2 challenge.

Abstract A safe and effective vaccine against COVID-19 is urgently needed in quantities sufficient to immunise large populations. We report the preclinical development of two BNT162b vaccine candidates, which contain lipid-nanoparticle (LNP) formulated nucleoside-modified mRNA encoding SARS-CoV-2 spike glycoprotein-derived immunogens. BNT162b1 encodes a soluble, secreted, trimerised receptor-binding domain (RBD-foldon). BNT162b2 encodes the full-length transmembrane spike glycoprotein, locked in its prefusion conformation (P2 S). The flexibly tethered RBDs of the RBD-foldon bind ACE2 with high avidity. Approximately 20% of the P 2S trimers are in the two-RBD ‘down,’ one-RBD ‘up’ state. In mice, one intramuscular dose of either candidate elicits a dose-dependent antibody response with high virus-entry inhibition titres and strong TH1 CD4 + and IFNγ + CD8 + T-cell responses. Prime/boost vaccination of rhesus macaques with BNT162b candidates elicits SARS-CoV-2 neutralising geometric mean titres 8.2 to 18.2 times that of a SARS-CoV-2 convalescent human serum panel. The vaccine candidates protect macaques from SARS-CoV-2 challenge, with BNT162b2 protecting the lower respiratory tract from the presence of viral RNA and with no evidence of disease enhancement. Both candidates are being evaluated in phase 1 trials in Germany and the United States. BNT162b2 is being evaluated in an ongoing global, pivotal Phase 2/3 trial ( NCT04380701 , NCT04368728 ).

Abstract To contain the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, a safe and effective vaccine against the new severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) is urgently needed in quantities sufficient to immunise large populations. In this study, we report the design, preclinical development, immunogenicity and anti-viral protective effect in rhesus macaques of the BNT162b2 vaccine candidate. BNT162b2 contains an LNP-formulated nucleoside-modified mRNA that encodes the spike glycoprotein captured in its prefusion conformation. After expression of the BNT162b2 coding sequence in cells, approximately 20% of the spike molecules are in the one-RBD ‘up’, two-RBD ‘down’ state. Immunisation of mice with a single dose of BNT162b2 induced dose level-dependent increases in pseudovirus neutralisation titers. Prime-boost vaccination of rhesus macaques elicited authentic SARS-CoV-2 neutralising geometric mean titers 10.2 to 18.0 times that of a SARS-CoV-2 convalescent human serum panel. BNT162b2 generated strong T H 1 type CD4 + and IFNγ + CD8 + T-cell responses in mice and rhesus macaques. The BNT162b2 vaccine candidate fully protected the lungs of immunised rhesus macaques from infectious SARS-CoV-2 challenge. BNT162b2 is currently being evaluated in a global, pivotal Phase 2/3 trial ( NCT04368728 ).