The emergence of SARS-CoV-2 variants in the Omicron lineage has resulted in diminished COVID-19 vaccine efficacy and persistent transmission. Here, we evaluated the immunogenicity and protective efficacy of two, recently authorized, bivalent COVID-19 vaccines that contain two mRNAs encoding Wuhan-1 and either BA.1 (mRNA-1273.214) or BA.4/5 (mRNA-1273.222) spike proteins. As a primary two-dose immunization series in mice, both bivalent vaccines induced greater neutralizing antibody responses against Omicron variants than the parental, monovalent mRNA-1273 vaccine. When administered to mice as a booster at 7 months after the primary vaccination series with mRNA-1273, the bivalent vaccines induced broadly neutralizing antibody responses. Whereas the majority of anti-Omicron receptor binding domain antibodies in serum induced by mRNA-1273, mRNA-1273.214, and mRNA-1273.222 boosters cross-reacted with the antecedent Wuhan-1 spike antigen, the mRNA-1273.214 and mRNA-1273.222 bivalent vaccine boosters also induced unique BA.1 and BA.4/5-specific responses, respectively. Although boosting with parental or bivalent mRNA vaccines substantially improved protection against BA.5 compared to mice receiving two vaccine doses, the levels of infection, inflammation, and pathology in the lung were lowest in animals administered the bivalent mRNA vaccines. Thus, boosting with bivalent Omicron-based mRNA-1273.214 or mRNA-1273.222 vaccines enhances immunogenicity and confers protection in mice against a currently circulating SARS-CoV-2 strain.

Omicron 谱系中 SARS-CoV-2 变体的出现导致 COVID-19 疫苗效力降低和持续传播。在这里，我们评估了两种最近获得批准的二价 COVID-19 疫苗的免疫原性和保护功效，这些疫苗包含编码 Wuhan-1 的两个 mRNA 和 BA.1 (mRNA-1273.214) 或 BA.4/5 (mRNA-1273.222) 刺突蛋白质。作为小鼠的主要双剂免疫系列，与亲本单价 mRNA-1273 疫苗相比，两种二价疫苗都诱导了针对 Omicron 变体的更强的中和抗体反应。当在使用 mRNA-1273 进行初次疫苗接种系列后 7 个月将其作为加强剂给予小鼠时，二价疫苗诱导了广泛的中和抗体反应。而血清中的大多数抗 Omicron 受体结合域抗体由 mRNA-1273、mRNA-1273 诱导。214 和 mRNA-1273.222 加强剂与先前的 Wuhan-1 刺突抗原发生交叉反应，mRNA-1273.214 和 mRNA-1273.222 二价疫苗加强剂也分别诱导了独特的 BA.1 和 BA.4/5 特异性反应。尽管与接受两次疫苗剂量的小鼠相比，使用亲代或二价 mRNA 疫苗加强免疫大大提高了对 BA.5 的保护，但在接种二价 mRNA 疫苗的动物中，肺部的感染、炎症和病理水平最低。因此，用基于 Omicron 的二价 mRNA-1273.214 或 mRNA-1273.222 疫苗加强免疫可增强免疫原性，并赋予小鼠针对当前流行的 SARS-CoV-2 毒株的保护作用。222 个二价疫苗加强剂还分别诱导了独特的 BA.1 和 BA.4/5 特异性反应。尽管与接受两次疫苗剂量的小鼠相比，使用亲代或二价 mRNA 疫苗加强免疫大大提高了对 BA.5 的保护，但在接种二价 mRNA 疫苗的动物中，肺部的感染、炎症和病理水平最低。因此，使用基于 Omicron 的二价 mRNA-1273.214 或 mRNA-1273.222 疫苗加强免疫可增强免疫原性，并赋予小鼠针对当前流行的 SARS-CoV-2 毒株的保护作用。222 个二价疫苗加强剂还分别诱导了独特的 BA.1 和 BA.4/5 特异性反应。尽管与接受两次疫苗剂量的小鼠相比，使用亲代或二价 mRNA 疫苗加强免疫大大提高了对 BA.5 的保护，但在接种二价 mRNA 疫苗的动物中，肺部的感染、炎症和病理水平最低。因此，使用基于 Omicron 的二价 mRNA-1273.214 或 mRNA-1273.222 疫苗加强免疫可增强免疫原性，并赋予小鼠针对当前流行的 SARS-CoV-2 毒株的保护作用。接种二价 mRNA 疫苗的动物的肺部和病理学最低。因此，用基于 Omicron 的二价 mRNA-1273.214 或 mRNA-1273.222 疫苗加强免疫可增强免疫原性，并赋予小鼠针对当前流行的 SARS-CoV-2 毒株的保护作用。接种二价 mRNA 疫苗的动物的肺部和病理学最低。因此，使用基于 Omicron 的二价 mRNA-1273.214 或 mRNA-1273.222 疫苗加强免疫可增强免疫原性，并赋予小鼠针对当前流行的 SARS-CoV-2 毒株的保护作用。