2016年8月10日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中，来自美国约翰霍普金斯大学医学院的研究人员对来自19名接受治疗的HIV感染者的潜伏性HIV“前病毒（provirus，即基因组整合进宿主细胞DNA的HIV）”基因组进行完全测序，发现即便在非常早地开始治疗的病人体内，当前用来测量潜伏性HIV病毒库的唯一广泛适用的方法主要是对不能复制的缺陷性HIV前病毒而不是对再次活跃复制和让感染持续进行下去的那些HIV前病毒进行计数。相关研究结果于2016年8月8日在线发表在Nature Medicine期刊上，论文标题为“Defective proviruses rapidly accumulate during acute HIV-1 infection”。
特别地，研究人员证实90%以上的潜伏性HIV前病毒发生突变---甚至在感染的初期---以至于它们不再能够复制。这些发现提示着迫切需要新的方法只对能够复制的HIV前病毒进行计数，这是因为准确地计数是指导和测量针对潜伏性HIV前病毒库的实验性疗法有效性的关键。
论文通信作者、约翰霍普金斯大学医学院传染病医师和分子生物学家Robert Siliciano博士说，“为了治愈HIV感染，你需要清除那些没有缺陷的HIV前病毒。但是我们的研究证实用来做到这一点的标准检测方法测量实际上并不与这些治愈策略相关的HIV病毒形式，即不能复制的潜伏性HIV前病毒。”
当前，抗逆转录病毒疗法（ART）被用来治疗HIV感染，这种方法有效地阻断这种病毒自我复制而产生更多的病毒颗粒。但是这种病毒持续存在，这是因为在潜伏状态下，它成功地潜藏在某些免疫细胞内，不会活跃地复制，也不会产生制造ART疗法的病毒靶标的化学信号。
然而，HIV前病毒能够，而且确实能够，再次进行复制，导致停止ART治疗的病人体内发生新的HIV感染。清除这些潜伏性HIV前病毒库的努力---迄今为止还未取得成功---已成为病毒学家们的神圣目标。
Siliciano补充道，为了测试新的旨在通过清除HIV前病毒来治愈HIV感染的实验性药物策略的有效性，科学家们通常在进行治疗之前和之后检测HIV前病毒库的水平。通常来说，他们使用一种被称作聚合酶链式反应（PCR）的技术定量检测某些标志性的HIV基因的存在。但是即便是存在缺陷的HIV前病毒，只要它们仍然含有靶基因，就要对它们进行计数。
然而，在此之前，研究人员并不认为这会是一个问题。论文第一作者、Siliciano实验室研究生Katherine Bruner说，“在这个领域，我们中的大多数人认为在刚感染后不久，初始的潜伏性HIV前病毒库含有完全功能性的病毒拷贝，因此，我们也曾认为PCR---至少对在感染早期接受ART治疗的病人而言---将能够对再次感染宿主细胞的HIV前病毒进行计数。”然而，对在接受ART治疗时病情仍在继续发展的病人而言，研究人员猜测更大比例的潜伏性HIV前病毒可能是缺陷性的。不存在缺陷的一部分HIV前病毒能够通过一种更加费力的被称作定量病毒生长检测（quantitative viral outgrowth assay, QVOA）的方法加以检测，其中QVOA被认为是测量HIV前病毒库大小的最好方法。
想知道PCR或QVOA是否准确地对能够复制的HV前病毒进行计数，Siliciano、Bruner和他们的同事们对来自不同种族的年龄在20岁到76岁之间的在感染上HIV不到100天后或者感染上HIV病毒180多天后开始接受ART治疗的19名男性和女性的大量HIV前病毒的全基因组进行测序。这19名病人已接受ART治疗至少8个月的时间。
研究人员发现来自任何一名病人的90%到98%的HIV前病毒是缺陷性的，不能够通过复制而成为有活性的病毒。不论这些病人是否在感染上HIV几周内或几年内开展ART治疗，这些结果都是适用的。
Bruner说，“即便在非常早地接受ART治疗的病人当中，如果你使用基于PCR的方法测量这种病毒库，那么你只是检测到大量有缺陷的HIV前病毒。”
当研究人员将这些全基因组测序数据与利用PCR或QVOA对同样的这19名病人的HIV前病毒的分析结果进行比较，他们证实在感染上HIV的6个月多时间后开始接受ART治疗的病人当中，PCR检测结果平均188倍过高估计了潜伏性HIV前病毒库大小，而在更早开始接受ART治疗的病人当中，这一数字是13倍；在较晚开始接受ART治疗的病人当中，QVOA平均27倍低估了这种病毒库大小，而在较早开始接受ART治疗的病人当中，这一数字是25倍。
Bruner说，在他们的这项新研究中所用的全基因组测序方法“从研究的角度来看，是非常有好处的，但是这种方法也是费时的，昂贵的，因而在临床上广泛使用是不现实的。”因此，她说，就目前而言，科学家所拥有的就是这两种不准确的备用方法：PCR和QVOA。
Bruner和Siliciano说，他们希望他们的研究结果---证实病人拥有比之前想象中的显著更多的缺陷性HIV前病毒，而且这些缺陷性HIV前病毒几乎在感染一开始就在病人体内积累---将有助人们更好地理解PCR和QVOA检测结果真正意味着什么。
Siliciano说，“利用目前的计数方法，它就像是你能够测出病毒库的大概范围，但是我们想要发现更好的方法来进行更加准确地测量。”
Defective proviruses rapidly accumulate during acute HIV-1 infection
Katherine M Bruner,Alexandra J Murray,Ross A Pollack,Mary G Soliman,Sarah B Laskey, Adam A Capoferri, Jun Lai,Matthew C Strain,Steven M Lada,Rebecca Hoh,Ya-Chi Ho, Douglas D Richman,Steven G Deeks,Janet D Siliciano& Robert F Siliciano
doi:10.1038/nm.4156
PMC:
PMID:
Although antiretroviral therapy (ART) suppresses viral replication to clinically undetectable levels, human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) persists in CD4+ T cells in a latent form that is not targeted by the immune system or by ART1, 2, 3, 4, 5. This latent reservoir is a major barrier to curing individuals of HIV-1 infection. Many individuals initiate ART during chronic infection, and in this setting, most proviruses are defective6. However, the dynamics of the accumulation and the persistence of defective proviruses during acute HIV-1 infection are largely unknown. Here we show that defective proviruses accumulate rapidly within the first few weeks of infection to make up over 93% of all proviruses, regardless of how early ART is initiated. By using an unbiased method to amplify near-full-length proviral genomes from HIV-1-infected adults treated at different stages of infection, we demonstrate that early initiation of ART limits the size of the reservoir but does not profoundly affect the proviral landscape. This analysis allows us to revise our understanding of the composition of proviral populations and estimate the true reservoir size in individuals who were treated early versus late in infection. Additionally, we demonstrate that common assays for measuring the reservoir do not correlate with reservoir size, as determined by the number of genetically intact proviruses. These findings reveal hurdles that must be overcome to successfully analyze future HIV-1 cure strategies.