增殖，而不是复制：HIV是终生疾病
HIV是终生疾病，因为目前还没有治愈它的方法。
在最近的逆转录病毒和机会性感染会议(CROI 2023)上发表的一份海报和一篇演讲削弱了人们的期望，即使用比迄今已治愈5人的干细胞移植更低风险和更昂贵的方法来治愈艾滋病毒可能很快就会治愈艾滋病毒。
约翰霍普金斯大学的Natalie McMyn博士发现，尽管在接受抗逆转录病毒治疗(ART)的最初几年里，能够产生活的艾滋病毒的细胞数量(如果停止抗逆转录病毒治疗)会减少，但在持续接受抗逆转录病毒治疗较长时间的人群中，这种产生病毒的细胞储存库的大小不再减少，甚至可能开始缓慢增加。含有HIV DNA的细胞数量，无论是否有繁殖能力，在接受ART治疗10年左右后也会停止下降，并可能增加。
在CROI开幕前一天举行的社区治疗研讨会上，西雅图弗雷德·哈奇癌症研究所的贾里德·斯特恩博士进行了一次演讲，探讨了它的含义。
Stern说，旨在通过靶向细胞进行免疫破坏(“休克和杀死”策略)或通过迫使它们永久静止(“阻断和锁定”策略)来治愈艾滋病毒的策略本身可能不足以治愈艾滋病毒。不同策略之间微妙的、顺序的平衡可能是必要的。
背景
储存库最终稳定甚至增长的原因是，在抗逆转录病毒治疗的早期，许多细胞仍然能够积极地产生HIV病毒颗粒。这就是为什么接受抗逆转录病毒治疗的人的平均病毒载量，至少在最初，在每毫升2-4个拷贝的区域，而不是零。
当这些细胞产生可存活的艾滋病毒时，虽然它们可以感染新细胞，但它们也会被免疫系统发现。这既针对它们的免疫破坏，并设置他们走向凋亡的途径-程序性细胞死亡。
然而，后来，细胞分裂，而不是病毒复制，变得更加重要。即使是构成大部分病毒库的长寿t记忆细胞也必须不时地分裂，以补充身体的t细胞，这通常是对感染的反应。正因为如此，后来，活跃的病毒生产变得越来越少，储存库主要通过细胞分裂来补充。
当被感染的细胞分裂时，它们不需要表达HIV蛋白或以其他方式开始制造病毒的过程——它们只是分裂，复制它们的DNA，包括它们的HIV原病毒DNA，就像它们所做的那样。这些细胞含有相同的HIV“克隆体”，因为DNA在细胞分裂过程中发生突变的机会要小得多。这被称为克隆扩张。
研究
McMyn的研究涉及31名接受完全抑止性抗逆转录病毒治疗的患者，他们接受抗逆转录病毒治疗的平均时间接近23年。所有这些都保持了病毒的不可检测性。从CD4计数接近于零开始(这是20世纪90年代末)，在开始抗逆转录病毒治疗15年后，他们的中位数CD4计数上升到800左右，但此后略有下降，稳定在650左右。
研究人员从每个参与者的血液中提取纯化的CD4 t细胞，并进行了两次测试。首先，他们做了一个病毒生长试验。这测量了在实验室培养皿中可以被诱导产生病毒颗粒的细胞的比例。
罗伯特·西里西亚诺(Robert Siliciano)在21世纪初进行的先前研究发现，生产细胞的数量在缓慢减少。他计算出艾滋病毒储存库在抗逆转录病毒治疗下的半衰期为44个月，这意味着能产生病毒的细胞数量将在两年多一点的时间内减半。这意味着每100万个静止的CD4细胞中有2个能够在基线上产生活的病毒，这个数字将在12年内下降10倍，在24年内下降100倍。
这并不是他们观察到的:在抗逆转录病毒治疗的头3-4年里，被有效感染的细胞比例下降，但随后停止下降，甚至可能在那之后略有增加。
另一项测试是对细胞进行DNA分析，以检测所有含有原病毒DNA长度的细胞。因为大部分的CD4 t细胞都是片断的或突变的，所以不能产生病毒，所以含有原病毒DNA的CD4 t细胞比能产生活病毒的要多100倍。如果早期研究表明的趋势继续下去，我们预计含有艾滋病毒DNA的细胞比例在24年内也会从百万分之200下降到百万分之2。
但前病毒DNA储存库只在ART治疗的前9年下降，即使在那之后也没有下降太多。在那之后，它保持稳定或略有增长，现在在大多数研究参与者中又回到了开始的地方。不管接受抗逆转录病毒治疗的时间长短，能够产生活病毒的含dna细胞的比例是相同的。在31个个体中，含DNA细胞的数量和生产感染细胞的数量相差两个数量级，但在个体内部是相关的。
通过连续稀释细胞样本，研究人员对他们在三个个体中取样的CD4静息t细胞中的每个DNA序列进行了基因测序。从其中两个人的一些样本中可以产生活病毒，但从第三个人的细胞中不能产生活病毒。在这个个体中，几乎所有的病毒分离物(DNA序列)在遗传上彼此不同。44个序列中只有3个与其他序列中的一个形成一对，表明DNA是克隆的。
在另外两个人中，59个原DNA序列中的19%和97个原DNA序列中的36%产生了完全复制的病毒。在第一种情况下，产生活病毒的每一个序列都是相同的，显然起源于一个分裂的细胞。还有另外三个克隆序列不产生病毒。
在第二种情况下，产生病毒的35个序列中有18个是相同的，另外三个几乎相同。其余14条克隆序列除一对外均不相同，另有11条克隆序列不产生病毒。这些主要是相同序列的成对和三联，但有一个具有相同DNA的7个细胞的克隆不具有生产力。
影响
Natalie McMyn从她的发现中得出的主要结论是，虽然在某些情况下，HIV病毒库可能会停止产生新病毒，但在大多数情况下，细胞增殖会使含有活病毒的细胞库充盈——所以我们不应该期望有太多人能够在病毒载量不反弹的情况下停止抗逆转录病毒治疗。
杰瑞德·斯特恩从这一研究和相关研究中得出了更广泛的结论。
他们说，随着时间的推移，储存库在抗逆转录病毒治疗下会改变其性质。因为活跃的细胞比不活跃的细胞被清除或自我毁灭得更快，随着时间的推移，储存库的生产力变得更低，潜伏性更强。
他们说:“抗逆转录病毒疗法善于防止细胞受到感染。但这无助于阻止它们保持传染性。”
“更潜伏”意味着不太可能被激活，但也不太容易被免疫系统发现——这让治疗研究人员陷入了两难境地。他们是应该尝试激活更多的细胞并提醒免疫系统，冒着新一波细胞感染扩大储存库的危险，还是应该尝试保持潜伏期，尽管对某些人来说，这意味着维持含有持续存活的病毒DNA的细胞?
基本上，艾滋病毒感染者在急性艾滋病毒感染期间面临抽奖。病毒融入细胞核的位置是相当随机的，但它倾向于选择最靠近细胞核外部的位置，而这些位置往往是通常活跃基因被表达的区域。如果HIV发现自己位于很少或从不表达的DNA长度中——即所谓的“基因沙漠”——那么即使细胞分裂，它也不太可能开始产生病毒。
另一方面，如果它被整合到一个经常活跃的基因中，那么当基因激活时，它很可能会被表达。抗逆转录病毒疗法阻止HIV的酶深入到产生病毒成分的过程中，但它并不能阻止细胞分裂和克隆那些潜在的生产序列。
这意味着，在我们设计出比大规模替换免疫系统更安全、更便宜的艾滋病治疗方法之前，我们需要回答一些悬而未决的研究问题，这些问题我们还不知道答案:
是什么决定了细胞是产生(因此死亡)还是潜伏(因此存活)?是什么决定了细胞从潜伏状态转变为生产状态?为什么一些t记忆细胞是克隆分裂而另一些不是?HIV本身在克隆扩增中起作用吗?
一种治疗方法应该降低还是提高艾滋病病毒的潜伏性?至少对一部分人来说，长期的抗逆转录病毒治疗是否足以产生一个在停止抗逆转录病毒治疗后无法反弹的深层潜伏病毒库?
References
McMyn NF et al. Persistence of inducible replication-competent HIV-1 after long-term ART. 30th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, Seattle, abstract 396, 2023.
Stern J. Effects of long term ART on the HIV reservoir. Treatment Action Group 2023 Pre-CROI Community HIV Cure Research Workshop, Seattle.