MBE：HIV感染期间较高的病毒载量或会塑造病毒的进化机制

HIV的异常高度重组率会驱动其在宿主内的多样化发展，从而使得HIV感染者会发生免疫逃逸和耐多药的发生；近日，一篇发表在国际杂志Molecular Biology and Evolution上题为“Elevated HIV viral load is associated with higher recombination rate in vivo”的研究报告中，来自华盛顿大学等机构的科学家们通过研究发现，机体HIV病毒载量较高的人群中HIV病毒重组率也较高，实际上，机体血液中的HIV病毒含量越高，病毒就越容易发生多样化。

HIV在历史上如此难以应对的原因之一在于病毒具有异常高的重组率，重组会促使不同的病毒毒株之间发生遗传信息的交换，并驱动HIV在人类机体中进化，这种遗传交换就能帮助病毒躲避宿主机体免疫系统的攻击，并对很多旨在治疗HIV感染的药物产生耐受性。一般来讲，重组是一种重要的进化驱动因素，其能允许生物体清除具有破坏性的突变并结合有益的突变，尽管这一点非常重要，但目前科学家们尚无法理解HIV的重组率在感染过程中或不同人群之间是如何发生变化的，在一种被充分研究的系统中，理解影响诸如HIV等病毒重组率的因素或许就能帮助科学家们揭示重组对更为广泛的进化所产生的影响。

关于HIV重组的一个重要但尚未得到充分研究的步骤就是共感染（coinfection），即两种不同的病毒颗粒感染同一个细胞，尽管长期以来科学家们对HIV重组的研究非常感兴趣，但他们并没有理解是否合并感染率（rate of coinfection）会导致重组率的变化，虽然在细胞培养物和小鼠模型中对HIV进行的研究表明，共感染的增加或与重组病毒水平的增加有关，但研究人员并不清楚是否这种影响效应也存在于HIV感染者中。

HIV感染期间较高的病毒载量或会塑造病毒的进化机制

图片来源：Molecular Biology and Evolution (2023). DOI:10.1093/molbev/msad260

于是研究人员就假设，机体具有较高HIV病毒载量的个体或许存在更多的细胞表现为共感染，这或许就会导致更高的病毒重组率，为了调查这一假设，研究人员开发了一种名为RATS-LD（Recombination Analysis via Time Series Linkage Decay，通过时间序列连锁衰减进行的重组分析）的新方法来利用突变之间随着时间的遗传关联来量化病毒的重组情况。

研究者发现，尽管病毒载量在数据集中最低的三分之一的HIV人群中的重组率与此前估计的一样，但病毒载量在前三分之一的人群中的中位数重组率几乎要高出6倍，此外，研究人员还在个体体内观察到了病毒载量和有效重组率同时增加的特殊模式。这些研究结果表明，HIV重组率可能要比研究人员此前认识地更为极端，除了HIV以外，诸如细菌和植物等许多有机体都不需要重组来进行繁殖，但却能从中获益；为了交换遗传物质，这些有机体也会依赖于两种不同的基因组在同一地点和时间相遇，正因为如此，本文研究发现表明，人群密度或许也会影响多种环境下的病毒重组率。

研究者Elena V. Romero博士说道，过去几十年里测序数据的爆炸式增长让遗传学家深入理解了重组率或许是上下相关的，且受到了多种不同的分子因素的影响；本文中，我们发现，人群的密度或许就是此前被低估的因素之一。综上，本文研究结果表明，相比作为一种恒定均一的力量，随着时间的推移，重组或许会在宿主内的病毒群之间和病毒群内部发生动态和剧烈地变化，更广泛地讲，研究人员假设这种现象或许会影响到其它空间共定位不同的兼性无性种群。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Elena V Romero,Alison F Feder. Elevated HIV viral load is associated with higher recombination rate in vivo, Molecular Biology and Evolution (2023). DOI:10.1093/molbev/msad260