HIV（人类免疫缺陷病毒），这个如同幽灵般的存在，自被发现以来，就一直威胁着人类的健康。在 HIV 的感染过程中，病毒的生命周期复杂而神秘。通常认为，逆转录和整合是 HIV 生命周期中的关键步骤，其中整合更是被看作病毒能够持续感染和复制的必要条件。然而，越来越多的研究发现，事情并没有那么简单。
在 HIV 感染细胞的细胞核中，除了整合到宿主基因组中的 DNA，还存在着大量未整合的 DNA，包括线性和环形等多种形式。长期以来，这些未整合的 DNA，尤其是环形 DNA，被认为是逆转录过程中无意义的副产物，无法产生具有感染性的病毒后代。但实际情况是，整合过程效率并不高，在体外和体内，都能检测到大量未整合的 HIV DNA 积累，即便在接受抗逆转录病毒治疗（ART）的患者体内，低水平的 HIV 病毒血症依然存在，其来源却一直扑朔迷离。
为了深入探究未整合 DNA 在 HIV 感染过程中的真正作用，来自美国国立卫生研究院（NIH）国家癌症研究所的 Corrado Gurgo 等人开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Retrovirology》杂志上。
研究人员在这项研究中，运用了多种关键技术方法。通过构建特定的 HIV 线性 DNA（1-LTRHIV），并将其转染到不同细胞系中，观察病毒的产生和表达情况。利用实时定量聚合酶链式反应（qPCR）来检测 1-LTR 环形 DNA 的拷贝数变化，借助流式细胞术分析细胞内 HIV 蛋白 p24 的表达，使用电子显微镜直观观察病毒的产生。
感染性病毒的产生：研究人员构建出缺乏 5'-LTR 的线性 HIV DNA（1-LTRHIV），这种线性形式转录无活性，但经环化后成为有转录活性的 1-LTR 环形 DNA。将其转染到缺乏 CD4 的 HeLa-tat 细胞（CD4 阴性）和 Jurkat T 细胞（CD4 阳性）中，在 HeLa-tat 细胞中只产生 1-LTR 环形形式，而 Jurkat T 细胞中则产生 1-LTR 和 2-LTR 环形形式。转染后的细胞能产生具有感染性的 HIV，可诱导细胞融合形成合胞体，还能感染其他细胞系，这表明感染性病毒可由 1-LTRHIV的环化形式产生。
病毒表达的稳定性：研究人员利用流式细胞术对转染 1-LTRHIV的 HeLa-tat 细胞进行分析，发现随着时间推移，细胞内 p24 阳性细胞数量增加，但每个细胞内 p24 的平均荧光强度降低，同时上清液中 p24 的产生和可溶性 p24 与细胞内 p24 阳性细胞数量的比值增加。这说明在细胞分裂过程中，虽然单个细胞内 HIV DNA 表达有所下降，但整体培养物中的病毒产生与转染细胞的分裂和 p24 表达能力相关。
1-LTR 环形 DNA 的扩增：研究人员用 qPCR 分析转染细胞中 1-LTR 环形 DNA 的拷贝数变化。在无药物处理时，拷贝数随时间下降；而在加入细胞周期抑制剂阿非迪科林（aphidicolin）后，拷贝数增加，同时 p24 和环形形式的拷贝数也逐渐积累。这表明 1-LTR 环形 DNA 在无复制起点的情况下能够扩增。
在研究结论和讨论部分，研究人员通过实验证实，1-LTR 环形形式的 HIV DNA 在无整合和再感染的情况下，能够启动并完成感染性病毒的产生，而且这种形式在无复制起点的情况下可以复制和扩增。这一发现挑战了传统认知，说明 HIV DNA 的未整合形式，尤其是 1-LTR 环形 DNA，并非毫无作用的副产物，而是在 HIV 感染过程中具有重要生物学意义，很可能是病毒持续存在的关键因素。这一研究成果为深入理解 HIV 的生命周期提供了新的视角，也为未来开发更有效的抗 HIV 策略提供了理论依据。例如，在设计新的治疗方案时，需要考虑到未整合 DNA 的作用，针对这些未整合形式开发新的治疗靶点，有望更有效地抑制病毒复制，为实现 HIV 的根除带来新的希望。
