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We identify amino acid variants within dominant SARS-CoV-2 T cell epitopes by interrogating global sequence data. Several variants within nucleocapsid and ORF3a epitopes have arisen independently in multiple lineages and result in loss of recognition by epitope-specific T cells assessed by IFN-γ and cytotoxic killing assays. Complete loss of T cell responsiveness was seen due to Q213K in the A∗01:01-restricted CD8+ ORF3a epitope FTSDYYQLY207-215; due to P13L, P13S, and P13T in the B∗27:05-restricted CD8+ nucleocapsid epitope QRNAPRITF9-17; and due to T362I and P365S in the A∗03:01/A∗11:01-restricted CD8+ nucleocapsid epitope KTFPPTEPK361-369. CD8+ T cell lines unable to recognize variant epitopes have diverse T cell receptor repertoires. These data demonstrate the potential for T cell evasion and highlight the need for ongoing surveillance for variants capable of escaping T cell as well as humoral immunity.
Original language | English |
---|---|
Article number | 103353 |
Journal | iScience |
Volume | 24 |
Issue number | 11 |
DOIs | |
Publication status | Published - 19 Nov 2021 |
Keywords / Materials (for Non-textual outputs)
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In: iScience, Vol. 24, No. 11, 103353, 19.11.2021.
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T1 - The impact of viral mutations on recognition by SARS-CoV-2 specific T cells
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AU - Jennings, Paul
AU - Kaliappan, Agilan
AU - Kasipandian, Vidya
AU - Kegg, Stephen
AU - Kelsey, Michael
AU - Kendall, Jason
AU - Kerrison, Caroline
AU - Kerslake, Ian
AU - Koch, Oliver
AU - Koduri, Gouri
AU - Koshy, George
AU - Laha, Shondipon
AU - Laird, Steven
AU - Larkin, Susan
AU - Leiner, Tamas
AU - Lillie, Patrick
AU - Limb, James
AU - Linnett, Vanessa
AU - Little, Jeff
AU - Lyttle, Mark
AU - MacMahon, Michael
AU - Mankregod, Ravish
AU - Masson, Huw
AU - Matovu, Elijah
AU - McCullough, Katherine
AU - McEwen, Ruth
AU - Meda, Manjula
AU - Mills, Gary
AU - Minton, Jane
AU - Mohandas, Kavya
AU - Mok, Quen
AU - Moon, James
AU - Moore, Elinoor
AU - Morgan, Patrick
AU - Morris, Craig
AU - Mortimore, Katherine
AU - Mpenge, Mbiye
AU - Mulla, Rohinton
AU - Murphy, Michael
AU - Nagel, Megan
AU - Nagarajan, Thapas
AU - Nelson, Mark
AU - Norris, Lillian
AU - O'Shea, Matthew K.
AU - Otahal, Igor
AU - Ostermann, Marlies
AU - Pais, Mark
AU - Panchatsharam, Selva
AU - Papakonstantinou, Danai
AU - Paraiso, Hassan
AU - Patel, Brij
AU - Pattison, Natalie
AU - Pepperell, Justin
AU - Peters, Mark
AU - Phull, Mandeep
AU - Pintus, Stefania
AU - Pooni, Jagtur Singh
AU - Planche, Tim
AU - Post, Frank
AU - Price, David
AU - Prout, Rachel
AU - Rae, Nikolas
AU - Reschreiter, Henrik
AU - Reynolds, Tim
AU - Richardson, Neil
AU - Roberts, Mark
AU - Roberts, Devender
AU - Rose, Alistair
AU - Rousseau, Guy
AU - Ruge, Bobby
AU - Ryan, Brendan
AU - Saluja, Taranprit
AU - Schmid, Matthias L.
AU - Shah, Aarti
AU - Shanmuga, Prad
AU - Sharma, Anil
AU - Shawcross, Anna
AU - Sizer, Jeremy
AU - Shankar-Hari, Manu
AU - Smith, Richard
AU - Snelson, Catherine
AU - Spittle, Nick
AU - Staines, Nikki
AU - Stambach, Tom
AU - Stewart, Richard
AU - Subudhi, Pradeep
AU - Szakmany, Tamas
AU - Tatham, Kate
AU - Thomas, Jo
AU - Thompson, Chris
AU - Thompson, Robert
AU - Tridente, Ascanio
AU - Tupper-Carey, Darell
AU - Twagira, Mary
AU - Vallotton, Nick
AU - Vancheeswaran, Rama
AU - Vincent-Smith, Lisa
AU - Visuvanathan, Shico
AU - Vuylsteke, Alan
AU - Waddy, Sam
AU - Wake, Rachel
AU - Walden, Andrew
AU - Welters, Ingeborg
AU - Whitehouse, Tony
AU - Whittaker, Paul
AU - Whittington, Ashley
AU - Papineni, Padmasayee
AU - Wijesinghe, Meme
AU - Williams, Martin
AU - Wilson, Lawrence
AU - Winchester, Stephen
AU - Wiselka, Martin
AU - Wolverson, Adam
AU - Wootton, Daniel G.
AU - Workman, Andrew
AU - Yates, Bryan
AU - Young, Peter
AU - Peng, Yanchun
AU - Rowland-Jones, Sarah L.
AU - Dong, Tao
N1 - Funding Information: This work is supported by the UK Medical Research Council (MRC); Chinese Academy of Medical Sciences (CAMS) Innovation Fund for Medical Sciences (CIFMS), China; National Institute for Health Research (NIHR) Oxford Biomedical Research Centre , and UK Research and Innovation (UKRI)/NIHR through the UK Coronavirus Immunology Consortium (UK-CIC). Sequencing of SARS-CoV-2 samples and collation of data was undertaken by the COG-UK CONSORTIUM. COG-UK is supported by funding from the Medical Research Council (MRC) part of UK Research & Innovation (UKRI), the National Institute of Health Research (NIHR), and Genome Research Limited , operating as the Wellcome Sanger Institute. T.I.d.S. is supported by a Wellcome Trust Intermediate Clinical Fellowship ( 110058/Z/15/Z ). L.T. is supported by the Wellcome Trust (grant number 205228/Z/16/Z ) and by the University of Liverpool Centre for Excellence in Infectious Disease Research (CEIDR). S.D. is funded by an NIHR Global Research Professorship ( NIHR300791 ). L.T. and S.C.M. are also supported by the U.S. Food and Drug Administration Medical Countermeasures Initiative contract 75F40120C00085 and the National Institute for Health Research Health Protection Research Unit (HPRU) in Emerging and Zoonotic Infections ( NIHR200907 ) at University of Liverpool in partnership with Public Health England (PHE), in collaboration with Liverpool School of Tropical Medicine and the University of Oxford. L.T. is based at the University of Liverpool. M.D.P. is funded by the NIHR Sheffield Biomedical Research Centre (BRC – IS-BRC-1215-20017). ISARIC4C is supported by the MRC (grant no MC_PC_19059 ). J.C.K. is a Wellcome Investigator ( WT204969/Z/16/Z ) and supported by NIHR Oxford Biomedical Research Centre and CIFMS . The views expressed are those of the authors and not necessarily those of the NIHR or MRC. Funding Information: This work is supported by the UK Medical Research Council (MRC); Chinese Academy of Medical Sciences (CAMS) Innovation Fund for Medical Sciences (CIFMS), China; National Institute for Health Research (NIHR) Oxford Biomedical Research Centre, and UK Research and Innovation (UKRI)/NIHR through the UK Coronavirus Immunology Consortium (UK-CIC). Sequencing of SARS-CoV-2 samples and collation of data was undertaken by the COG-UK CONSORTIUM. COG-UK is supported by funding from the Medical Research Council (MRC) part of UK Research & Innovation (UKRI), the National Institute of Health Research (NIHR), and Genome Research Limited, operating as the Wellcome Sanger Institute. T.I.d.S. is supported by a Wellcome Trust Intermediate Clinical Fellowship (110058/Z/15/Z). L.T. is supported by the Wellcome Trust (grant number 205228/Z/16/Z) and by the University of Liverpool Centre for Excellence in Infectious Disease Research (CEIDR). S.D. is funded by an NIHR Global Research Professorship (NIHR300791). L.T. and S.C.M. are also supported by the U.S. Food and Drug Administration Medical Countermeasures Initiative contract 75F40120C00085 and the National Institute for Health Research Health Protection Research Unit (HPRU) in Emerging and Zoonotic Infections (NIHR200907) at University of Liverpool in partnership with Public Health England (PHE), in collaboration with Liverpool School of Tropical Medicine and the University of Oxford. L.T. is based at the University of Liverpool. M.D.P. is funded by the NIHR Sheffield Biomedical Research Centre (BRC – IS-BRC-1215-20017). ISARIC4C is supported by the MRC (grant no MC_PC_19059). J.C.K. is a Wellcome Investigator (WT204969/Z/16/Z) and supported by NIHR Oxford Biomedical Research Centre and CIFMS. The views expressed are those of the authors and not necessarily those of the NIHR or MRC. T.I.d.S. and T.D. conceptualized the project; T.D. T.I.d.S. L.T. and Y.P. designed and supervised T cell experiments; B.B.L. N.S.H. and M.D.P. conducted the viral sequence analyses; D.S. conducted the literature review and collated T cell epitope information; G.L. D.D. and S.C.M. performed experiments and analyzed the data; X.Y. Z.Y. A.A. and R.B. provided critical reagents and technical assistance; J.C.K. and A.J.M. established clinical cohorts; T.I.d.S. and T.D. wrote and edited the original draft; all co-authors reviewed and edited the manuscript. The authors have no competing interests to declare. Publisher Copyright: © 2021 The Author(s)
PY - 2021/11/19
Y1 - 2021/11/19
N2 - We identify amino acid variants within dominant SARS-CoV-2 T cell epitopes by interrogating global sequence data. Several variants within nucleocapsid and ORF3a epitopes have arisen independently in multiple lineages and result in loss of recognition by epitope-specific T cells assessed by IFN-γ and cytotoxic killing assays. Complete loss of T cell responsiveness was seen due to Q213K in the A∗01:01-restricted CD8+ ORF3a epitope FTSDYYQLY207-215; due to P13L, P13S, and P13T in the B∗27:05-restricted CD8+ nucleocapsid epitope QRNAPRITF9-17; and due to T362I and P365S in the A∗03:01/A∗11:01-restricted CD8+ nucleocapsid epitope KTFPPTEPK361-369. CD8+ T cell lines unable to recognize variant epitopes have diverse T cell receptor repertoires. These data demonstrate the potential for T cell evasion and highlight the need for ongoing surveillance for variants capable of escaping T cell as well as humoral immunity.
AB - We identify amino acid variants within dominant SARS-CoV-2 T cell epitopes by interrogating global sequence data. Several variants within nucleocapsid and ORF3a epitopes have arisen independently in multiple lineages and result in loss of recognition by epitope-specific T cells assessed by IFN-γ and cytotoxic killing assays. Complete loss of T cell responsiveness was seen due to Q213K in the A∗01:01-restricted CD8+ ORF3a epitope FTSDYYQLY207-215; due to P13L, P13S, and P13T in the B∗27:05-restricted CD8+ nucleocapsid epitope QRNAPRITF9-17; and due to T362I and P365S in the A∗03:01/A∗11:01-restricted CD8+ nucleocapsid epitope KTFPPTEPK361-369. CD8+ T cell lines unable to recognize variant epitopes have diverse T cell receptor repertoires. These data demonstrate the potential for T cell evasion and highlight the need for ongoing surveillance for variants capable of escaping T cell as well as humoral immunity.
KW - Immune response
KW - Immunology
KW - Molecular biology
KW - Phylogenetics
KW - Virology
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85118773166&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1016/j.isci.2021.103353
DO - 10.1016/j.isci.2021.103353
M3 - Article
AN - SCOPUS:85118773166
SN - 2589-0042
VL - 24
JO - iScience
JF - iScience
IS - 11
M1 - 103353
ER -