Multiple viral genetic analyses detect low-level human immunodeficiency virus type 1 replication during effective highly active antiretroviral therapy

J Virol. 2003 May;77(10):5721-30. doi: 10.1128/jvi.77.10.5721-5730.2003.

Abstract

To evaluate human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) replication and selection of drug-resistant viruses during seemingly effective highly active antiretroviral therapy (HAART), multiple HIV-1 env and pol sequences were analyzed and viral DNA levels were quantified from nucleoside analog-experienced children prior to and during a median of 5.1 (range, 1.8 to 6.4) years of HAART. Viral replication was detected at different rates, with apparently increasing sensitivity: 1 of 10 by phylogenetic analysis; 2 of 10 by viral evolution with increasing genetic distances from the most recent common ancestor (MRCA) of infection; 3 of 10 by selection of drug-resistant mutants; and 6 of 10 by maintenance of genetic distances from the MRCA. When four- or five-drug antiretroviral regimens were given to these children, persistent plasma viral rebound did not occur despite the accumulation of highly drug-resistant genotypes. Among the four children without genetic evidence of viral replication, a statistically significant decrease in the genetic distance to the MRCA was detected in three, indicating the persistence of a greater number of early compared to recent viruses, and their HIV-1 DNA decreased by > or =0.9 log(10), resulting in lower absolute DNA levels (P = 0.007). This study demonstrates the variable rates of viral replication when HAART has suppressed plasma HIV-1 RNA for years to a median of <50 copies/ml and that combinations of four or five antiretroviral drugs suppress viral replication even after short-term virologic failure of three-drug HAART and despite ongoing accumulation of drug-resistant mutants. Furthermore, the decrease of cellular HIV-1 DNA to low absolute levels in those without genetic evidence of viral replication suggests that monitoring viral DNA during HAART may gauge low-level replication.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

MeSH terms

  • Antiretroviral Therapy, Highly Active*
  • Child
  • Child, Preschool
  • DNA, Viral / blood
  • Drug Resistance, Viral / genetics*
  • Evolution, Molecular
  • HIV Infections / drug therapy*
  • HIV Infections / virology
  • HIV-1 / drug effects
  • HIV-1 / genetics*
  • HIV-1 / physiology
  • Humans
  • Infant
  • Molecular Sequence Data
  • Phylogeny
  • RNA, Viral / blood
  • Sequence Analysis, DNA
  • Virus Replication*

Substances

  • DNA, Viral
  • RNA, Viral

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