Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI1791510.15789/2220-7619-AOT-17915ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleAssessment of the ability of SARS-CoV-2 strains of genetic variants B.1.1 and JN.1 to evade neutralizing antibodies from 2020 and 2023 convalescent patientsОценка способности штаммов SARS-CoV-2 генетических вариантов B.1.1 и JN.1 уклоняться от нейтрализующих антител реконвалесцентов 2020 и 2023 гг.PyankovStepan A.ПьянковСтепан Александрович
Russian Federation

Leading Researcher, Microorganisms Collection Department

ведущий научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

pyankov_sa@vector.nsc.ruZaykovskayaA. V.ЗайковскаяА. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Microorganisms Collection Department

к.б.н., старший научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

pyankov_sa@vector.nsc.ruRybelA. V.РыбельА. В.
Russian Federation

Junior Researcher, Microorganisms Collection Department

младший научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

pyankov_sa@vector.nsc.ruBodnevS. A.БодневС. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Leading Researcher, Microorganisms Collection Department

к.м.н., ведущий научный сотрудник, отдел Коллекция микроорганизмов

pyankov_sa@vector.nsc.ruPyankovO. V.ПьянковО. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Leading Researcher, Microorganisms Collection Department

к.б.н., ведущий научный сотрудник отдела «Коллекция микроорганизмов»

pyankov@vector.nsc.ruState Research Centre of Virology and Biotechnology “Vector” of RospotrebnadzorФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора0207202506112025154Russian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет6967021404202529062025Copyright ©; 2025, Pyankov S.A., Zaykovskaya A.V., Rybel A.V., Bodnev S.A., Pyankov O.V.Copyright ©; 2025, Пьянков С.А., Зайковская А.В., Рыбель А.В., Боднев С.А., Пьянков О.В.2025Pyankov S.A., Zaykovskaya A.V., Rybel A.V., Bodnev S.A., Pyankov O.V.Пьянков С.А., Зайковская А.В., Рыбель А.В., Боднев С.А., Пьянков О.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/17915

Introduction. The SARS-CoV-2 virus is a highly variable pathogen accounted for by random mutations leading to the emergence of new genetic variants. Natural selection of SARS-CoV-2 variants is, among other things, the result of population level immunity impact. To predict the effectiveness of counteracting COVID-19 spread, it is necessary to study a potential for human immunity pre-formed against current virus strains to resist SARS-CoV-2 variants of concern for assessing ability of new genetic variants to escape the neutralizing antibodies to previously circulating variants pressure. The aim of the study was to compare neutralizing antibody titers in 2020 and 2023 COVID-19 convalescent patients to SARS-CoV-2 B.1.1 and JN.1 genetic variants strains.

Materials and methods. Blood sera from 76 and 68 convalescent subjects, respectively, for 2020- and 2023-years samples were collected and stored at –70°C until used. The antibody titer was measured by neutralizing virus cytopathic effect in sensitive monolayer cell culture using test serum. The neutralizing activity of the sera was analyzed for two variants of SARS-CoV-2 VOC, Wuhan and Omicron. The statistical significance of the difference in antibody titers was assessed using the F-test; the difference was considered significant at p < 0.01. Results. The differences in neutralizing titer levels were significant between all four samples: 2020 sera against JN.1, 2023 sera against JN.1, 2020 sera against B.1.1, and 2023 sera against B.1.1.

Conclusion. Antigenic changes allow the current JN.1 variant to evade the effects of neutralizing antibodies developed against strains of previous genetic variants in some cases. The 2023 samples showed higher antibody titers in neutralizing strains of the old genetic variant B.1.1 due to repeated stimulation during vaccinations and reinfection. Spontaneous mutations being not crucial did not lead to changes in antigenic determinants critical for virus neutralization. Repeated contacts with altered genetic variants of SARS-CoV-2 increased protection against its parental wild type.

Введение. Вирус SARS-CoV-2 обладает высокой изменчивостью за счет спонтанных мутаций, приводящих к возникновению новых генетических вариантов. Их естественный отбор — это в том числе результат воздействия иммунитета носителей на популяционном уровне. Чтобы спрогнозировать эффективность противодействия распространению COVID-19, необходимо изучить возможность сформированного ранее иммунитета противостоять актуальным штаммам вируса для оценки способности новых генетических вариантов уклоняться от нейтрализующих антител к ранее циркулировавшим. Цель работы — сравнение титров нейтрализующих антител у реконвалесцентов после COVID-19 в 2020 и 2023 гг. к штаммам генетических вариантов B.1.1 и JN.1 SARS-CoV-2.

Материалы и методы. Сыворотки крови от 76 и 68 реконвалесцентов соответственно для выборок 2020 и 2023 г. были собраны и хранились при температуре –70°C до эксперимента. Титр антител определяли методом нейтрализации исследуемой сывороткой цитопатического воздействия вируса на монослой чувствительной культуры. Анализ нейтрализующей активности сывороток проводили в отношении двух разновидностей SARS-CoV-2 VOC Ухань и Омикрон. Статистическую значимость разницы титров антител оценивали с помощью F-критерия, достоверной считали разницу при p < 0,01.

Результаты. Достоверны отличия нейтрализующих титров между всеми четырьмя выборками: сыворотки 2020 г. к JN.1, сыворотки 2023 г. к JN.1, сыворотки 2020 г. к B.1.1, сыворотки 2023 г. к B.1.1. Выводы. Антигенные изменения позволяют актуальному варианту JN.1 в ряде случаев ускользать от воздействия нейтрализующих антител, выработанных против штаммов предыдущих генетических вариантов. Выборка 2023 г. показала более высокие значения титров антител при нейтрализации штаммов старого генетического варианта В.1.1 за счет повторной стимуляции при вакцинациях и реинфекции. Спонтанные мутации не привели к изменению критически важных для нейтрализации вируса антигенных детерминант, то есть были не принципиальны. Повторные контакты с измененными генетическими вариантами SARS-CoV-2 повысили протективность против исходного дикого типа.

COVID-19SARS-CoV-2 coronaviruscytopathic effectantibodiesconvalescentblood serumneutralization reactionCOVID-19коронавирус SARS-CoV-2цитопатическое действиеантителареконвалесцентсыворотка кровиреакция нейтрализацииФедеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаFederal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare141-00102-21-00Зайковская А.В., Евсеенко В.А., Олькин С.Е., Пьянков О.В. Изучение антигенных свойств штаммов коронавируса SARS-CoV-2, выделенных на территории РФ В 2020–2022 гг., в реакции нейтрализации с использованием гипериммунных сывороток мышей // Инфекция и иммунитет. 2023. Т. 13, № 1. C. 37–45. [Zaykovskaya A.V., Evseenko V.A., Olkin S.E., Pyankov O.V. Investigating antigenic features of the SARS-CoV-2 isolated in Russian Federation in 2021–2022 by hyperimmune mouse serum neutralisation. Infektsiya i mmunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2023, vol. 13, no. 1, pp. 37–45. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-IAF-1998Зайковская А.В., Евсеенко В.А., Олькин С.Е., Пьянков О.В. Изучение антигенных свойств штаммов коронавируса SARS-CoV-2, относящихся к разным сублиниям Омикрон-варианта, в реакции нейтрализации с использованием гипериммунных сывороток мышей // Инфекция и иммунитет. 2024. Т. 14, № 5. C. 881–890. [Zaykovskaya A.V., Evseenko V.A., Olkin S.E., Pyankov O.V. Antigenic features of the strains SARS-CoV-2 of omicron sublines assessed by hyperimmune mouse serum neutralisation. Infektsiya i mmunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2024, vol. 14, no. 5, pp. 881–890. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220- 7619-AFO-17591Brangel P., Tureli S., Mühlemann B., Liechti N., Zysset D., Engler O., Hunger-Glaser I., Ghiga I., Mattiuzzo G., Eckerle I., Bekliz M., Rössler A., Schmitt M.M., Knabl L., Kimpel J., Tort L.F.L., de Araujo M.F., de Oliveira A.C.A., Caetano B.C., Siqueira M.M., Budt M., Gensch J.M., Wolff T., Hassan T., Selvaraj F.A., Hermanus T., Kgagudi P., Crowther C., Richardson S.I., Bhiman J.N., Moore P.L., Cheng S.M.S., Li J.K.C., Poon L.L.M., Peiris M., Corman V.M., Drosten C., Lai L., Hunsawong T., Rungrojcharoenkit K., Lohachanakul J., Sigal A., Khan K., Thiel V., Barut G.T., Ebert N., Mykytyn A.Z., Owusu Donkor I., Aboagye J.O., Nartey P.A., Van Kerkhove M.D., Cunningham J., Haagmans B.L., Suthar M.S., Smith D., Subissi L. A Global Collaborative Comparison of SARS-CoV-2 Antigenicity Across 15 Laboratories. Viruses, 2024, vol. 16, no. 12: 1936. doi: 10.3390/v16121936Geurtsvan Kessel C.H., Geers D., Schmitz K.S., Mykytyn A.Z., Lamers M.M., Bogers S., Scherbeijn S., Gommers L., Sablerolles R.S.G., Nieuwkoop N.N., Rijsbergen L.C., van Dijk L.L.A., de Wilde J., Alblas K., Breugem T.I., Rijnders B.J.A., de Jager H., Weiskopf D., van der Kuy P.H.M., Sette A., Koopmans M.P.G., Grifoni A., Haagmans B.L., de Vries R.D. Divergent SARS-CoV-2 Omicron-reactive T and B cell responses in COVID-19 vaccine recipients. Sci. Immunol., 2022, vol. 7, no. 69: eabo2202. doi: 10.1126/sciimmunol.abo2202Jassat W., Abdool Karim S.S., Mudara C., Welch R., Ozougwu L., Groome M.J., Govender N., von Gottberg A., Wolter N., Wolmarans M., Rousseau P., DATCOV author group, Blumberg L., Cohen C. Clinical severity of COVID-19 in patients admitted to hospital during the omicron wave in South Africa: a retrospective observational study. Lancet Glob. Health, 2022, vol. 10, no. 7, pp. 961–969. doi: 10.1016/S2214-109X(22)00114-0Karim S.S.A., Karim Q.A. Omicron SARS-CoV-2 variant: a new chapter in the COVID-19 pandemic. Lancet, 2021, vol. 398, no. 10317, pp. 2126–2128. doi: 10.1016/S0140-6736(21)02758-6Khoury D.S., Cromer D., Reynaldi A., Schlub T.E., Wheatley A.K., Juno J.A., Subbarao K., Kent S.J., Triccas J.A., Davenport M.P. Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection. Nat. Med., 2021, vol. 27, no. 7, pp. 1205–1211. doi: 10.1038/s41591-021-01377-8Markov P.V., Ghafari M., Beer M., Lythgoe K., Simmonds P., Stilianakis N.I., Katzourakis A. The evolution of SARS-CoV-2. Nat. Rev. Microbiol., 2023, vol. 21, no. 6, pp. 361–379. doi: 10.1038/s41579-023-00878-2Mazzotti L., Borges de Souza P., Azzali I., Angeli D., Nanni O., Sambri V., Semprini S., Bravaccini S., Cerchione C., Gaimari A., Nicolini F., Ancarani V., Martinelli G., Pasetto A., Calderon H., Juan M., Mazza M. Exploring the Relationship Between Humoral and Cellular T Cell Responses Against SARS-CoV-2 in Exposed Individuals From Emilia Romagna Region and COVID-19 Severity. HLA, 2025, vol. 105, no. 1: e70011. doi: 10.1111/tan.70011Pons S., Uhel F., Frapy E., Sérémé Y., Zafrani L., Aschard H., Skurnik D. How Protective are Antibodies to SARS-CoV-2, the Main Weapon of the B-Cell Response? Stem Cell Rev. Rep., 2023, vol. 19, no. 3, pp. 585–600. doi: 10.1007/s12015-022-10477-ySievers C., Zacher B., Ullrich A., Huska M., Fuchs S., Buda S., Haas W., Diercke M., An der Heiden M., Kröger S. SARS-CoV-2 Omicron variants BA.1 and BA.2 both show similarly reduced disease severity of COVID-19 compared to Delta, Germany, 2021 to 2022. Euro Surveill., 2022, vol. 27, no. 22: 2200396. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2022.27.22.2200396Stephenson E., Reynolds G., Botting R.A., Calero-Nieto F.J., Morgan M.D., Tuong Z.K., Bach K., Sungnak W., Worlock K.B., Yoshida M., Kumasaka N., Kania K., Engelbert J., Olabi B., Spegarova J.S., Wilson N.K., Mende N., Jardine L., Gardner L.C.S., Goh I., Horsfall D., McGrath J., Webb S., Mather M.W., Lindeboom R.G.H., Dann E., Huang N., Polanski K., Prigmore E., Gothe F., Scott J., Payne R.P., Baker K.F., Hanrath A.T., Schim van der Loeff I.C.D., Barr A.S., Sanchez-Gonzalez A., Bergamaschi L., Mescia F., Barnes J.L., Kilich E., de Wilton A., Saigal A., Saleh A., Janes S.M., Smith C.M., Gopee N., Wilson C., Coupland P., Coxhead J.M., Kiselev V.Y., van Dongen S., Bacardit J., King H.W., Cambridge Institute of Therapeutic Immunology and Infectious Disease-National Institute of Health Research (CITIID-NIHR) COVID-19 BioResource Collaboration, Rostron A.J., Simpson A.J., Hambleton S., Laurenti E., Lyons P.A., Meyer K.B., Nikolić M.Z., Duncan C.J.A., Smith K.G.C., Teichmann S.A., Clatworthy M.R., Marioni J.C., Göttgens B., Haniffa M. Single-cell multi-omics analysis of the immune response in COVID-19. Nat. Med., 2021, vol. 27, no. 5, pp. 904–916. doi: 10.1038/s41591-021-01329-2Strong M.J. SARS-CoV-2, aging, and post-COVID-19 neurodegeneration. J. Neurochem., 2023, vol. 165, no. 2, pp. 115–130. doi: 10.1111/jnc.15736Trimbake D., Singh D., K Y.G., Babar P., S V.D., Tripathy A.S. Durability of Functional SARS-CoV-2-Specific Immunological Memory and T Cell Response up to 8–9 Months Postrecovery From COVID-19. J. Immunol. Res., 2025, vol. 2025: 9743866. doi: 10.1155/jimr/9743866World Health Organization. Enhancing Readiness for Omicron (B.1.1.529): Technical Brief and Priority Actions for Member States. Geneva: WHO, 2021. URL: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/2021-12-17-technical-brief-and-priority-action-on-omicron-en.pdfWorld Health Organization. World Health Organization COVID-19 Epidemiological Update — 13 February 2025. Edition 176, Emergency Situational Updates. Geneva: WHO, 2025. URL: https://www.who.org/publications/m/item/covid-19-epidemiological-update-edition-176Yuan M., Wilson I.A. Structural Immunology of SARS-CoV-2. Immunol. Rev., 2025, vol. 329, no. 1: e13431. doi: 10.1111/imr.13431Zhou P., Yang X.L., Wang X.G., Hu B., Zhang L., Zhang W., Si H.R., Zhu Y., Li B., Huang C.L., Chen H.D., Chen J., Luo Y., Guo H., Jiang R.D., Liu M.Q., Chen Y., Shen X.R., Wang X., Zheng X.S., Zhao K., Chen Q.J., Deng F., Liu L.L., Yan B., Zhan F.X., Wang Y.Y., Xiao G.F., Shi Z.L. Addendum: A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 2020, vol. 588, no. 7836: E6. doi: 10.1038/s41586-020-2951-zZhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J., Zhao X., Huang B., Shi W., Lu R., Niu P., Zhan F., Ma X., Wang D., Xu W., Wu G., Gao G.F., Tan W., China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med., 2020, vol. 382, no. 8, pp. 727–733. doi: 10.1056/NEJMoa2001017