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Nuñez NG, Schmid J, Power L, Alberti C, Krishnarajah S, Kreutmair S, Unger S, Blanco S, Konigheim B, Marín C, Onofrio L, Kienzler JC, Costa-Pereira S, Ingelfinger F, Pasinovich ME, Castelli JM, Vizzotti C, Schaefer M, Villar-Vesga J, Mundt S, Merten CH, Sethi A, Wertheimer T, Lutz M, Vanoaica D, Sotomayor C, Gruppi A, Münz C, Cardozo D, Barbás G, Lopez L, Carreño P, Castro G, Raboy E, Gallego S, Morón G, Cervi L, Acosta Rodriguez EV, Maletto BA, Maccioni M, Becher B. High-dimensional analysis of 16 SARS-CoV-2 vaccine combinations reveals lymphocyte signatures correlating with immunogenicity. Nat Immunol 2023; 24:941-954. [PMID: 37095378 PMCID: PMC10232362 DOI: 10.1038/s41590-023-01499-w] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/17/2022] [Accepted: 03/22/2023] [Indexed: 04/26/2023]
Abstract
The range of vaccines developed against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS‑CoV‑2) provides a unique opportunity to study immunization across different platforms. In a single-center cohort, we analyzed the humoral and cellular immune compartments following five coronavirus disease 2019 (COVID-19) vaccines spanning three technologies (adenoviral, mRNA and inactivated virus) administered in 16 combinations. For adenoviral and inactivated-virus vaccines, heterologous combinations were generally more immunogenic compared to homologous regimens. The mRNA vaccine as the second dose resulted in the strongest antibody response and induced the highest frequency of spike-binding memory B cells irrespective of the priming vaccine. Priming with the inactivated-virus vaccine increased the SARS-CoV-2-specific T cell response, whereas boosting did not. Distinct immune signatures were elicited by the different vaccine combinations, demonstrating that the immune response is shaped by the type of vaccines applied and the order in which they are delivered. These data provide a framework for improving future vaccine strategies against pathogens and cancer.
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Affiliation(s)
- Nicolás Gonzalo Nuñez
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland.
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina.
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina.
| | - Jonas Schmid
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Laura Power
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Chiara Alberti
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | | | - Stefanie Kreutmair
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Susanne Unger
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Sebastián Blanco
- Facultad de Ciencias Médicas, Instituto de Virología 'Dr. J. M. Vanella' Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Brenda Konigheim
- Facultad de Ciencias Médicas, Instituto de Virología 'Dr. J. M. Vanella' Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Constanza Marín
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Luisina Onofrio
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | | | - Sara Costa-Pereira
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Florian Ingelfinger
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | | | | | - Carla Vizzotti
- Ministerio de Salud de la Nación, Buenos Aires, Argentina
| | - Maximilian Schaefer
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Juan Villar-Vesga
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Sarah Mundt
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Carla Helena Merten
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Aakriti Sethi
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Tobias Wertheimer
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Mirjam Lutz
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Danusia Vanoaica
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Claudia Sotomayor
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Adriana Gruppi
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Christian Münz
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland
| | - Diego Cardozo
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Gabriela Barbás
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Laura Lopez
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Paula Carreño
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Gonzalo Castro
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Elias Raboy
- Secretaría de Prevención y Promoción de la Salud, Ministerio de Salud de la Provincia de Córdoba, Córdoba, Argentina
| | - Sandra Gallego
- Facultad de Ciencias Médicas, Instituto de Virología 'Dr. J. M. Vanella' Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina
| | - Gabriel Morón
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Laura Cervi
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Eva V Acosta Rodriguez
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Belkys A Maletto
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina
| | - Mariana Maccioni
- Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica Clínica, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina.
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI), Córdoba, Argentina.
| | - Burkhard Becher
- Institute of Experimental Immunology, University of Zurich, Zurich, Switzerland.
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