圖例：A DNAscope of tissue from a monkey infected with the simian AIDS virus precisely shows the distribution of viral DNA (red) in T cells (blue) and myeloid cells (green). JAKE ESTES/NCI
在2015年7月19日國際AIDS大會上，科學家展示了一項全新的AIDS病毒的原位檢測技術及實驗結果(見上圖)。這種設計巧妙且復雜的探針技術被稱之為“分子顯微鏡(Molecular Microscope)”，能夠準確檢測到艾滋病病毒在細胞內外的隱藏之地。美國過敏性和傳染性疾病研究所疫苗研究中心(NIAID)副主任瑞查得·普(Richard Koup)表示，這一分子顯微鏡新技術堪稱神奇，它的超能力完全可以洞察到艾滋病病毒在任何細胞內的蛛絲馬跡，最終能幫助弄清艾滋病病毒長時間存留的謎底，從而將其從體內徹底清除。
新技術幾乎不受干擾
目前所有檢測組織中艾滋病病毒的原位分析技術都面臨共同的大難題：無論是利用熒光物質作標記物，還是放射性物質作標記，在精確定位組織樣本中艾滋病病毒的位置時，經常難以將周圍的細胞物質與目標檢測物(如艾滋病病毒的RNA和DNA)區別開來。這些標記物會將細胞組織當作病毒進行錯誤識別，對結果分析造成背景干擾。
據《科學》雜志網站報道，會議上展示的猴子不同組織中獲得的艾滋病病毒的詳細圖片表明，新技術幾乎沒有受到任何干擾。美國國家癌癥研究所(NCI)弗雷德里克國家實驗室的免疫學家杰克·伊斯特，與擁有RNA顯微鏡的美國Advanced Cell Diagnostics(ACD)公司合作開發出這一新技術，能分別或同時檢測到組織中艾滋病病毒的DNA和/或RNA。得益于ACD公司獨特的探針設計專利，RNAscope是目前最先進的RNA檢測技術工具，實現了單個RNA在原位的可視化和量化，能夠同時實現信號放大并降低背景干擾，可檢測任何組織的任何基因。檢測艾滋病病毒的分子顯微鏡就是在RNAscope的基礎上開發的。
DNA和RNA都由互補的核苷酸對構成。捕獲遺傳物質的傳統方法都是用稱為寡聚體的核苷酸長鏈，在組織樣本中尋找與之配對DNA或RNA鏈并相互配對。這些寡聚體攜帶著標記物，當它檢測到目標物后，標記物會發出信號并拍照，研究人員可從圖片中找到病毒遺傳物質在組織樣本中的分布位置。但是這些寡聚體分子太長，它們偶爾會犯錯，與其他細胞物質結合時，并不理會那些要檢測的目標序列。
“Molecular Microscope”作用原理
這項新技術包含一種更為復雜且巧妙的探針系統，能完全消除寡聚體帶來的誤打誤撞。其基本原理在于，先將寡聚體切成兩等分，再將這兩等分送到樣本內尋找目標序列;只有當被分開的兩段都停留在目標檢測序列附近時，它們才能分別與目標序列成功配對后再重新連接起來。這意味著，寡聚體的兩段只有遇到艾滋病病毒時才能分別配對并重新相遇，其他細胞物質再也無法造成干擾。
艾滋病病毒本身是RNA病毒，但它會轉換成DNA形式，以便隨時“潛入”人類染色體。伊斯特還與病毒學家杰弗瑞·立夫遜合作，成功開發出可視化艾滋病病毒DNA的DNAscope。這些潛伏的病毒前體會融入人體細胞，并在受到免疫系統或抗逆轉錄病毒藥物攻擊前安然隱藏數十年之久，抗逆轉錄病毒無法消除艾滋病傳染并治愈艾滋病患者的一大重要原因，就是這些將病毒前體“隱藏”起來的細胞的大量存在。
不放過任何一個病毒
伊斯特、立夫遜和同事們向一些猴子注射了猿類艾滋病病毒，然后對這些猴子體內的許多組織進行了原位分析。結果表明(如圖示)，RNAscope和DNAscope能清楚區分出細胞中潛伏的艾滋病病毒前體(即病毒DNA)、病毒RNA以及細胞外的病毒。伊斯特說：“我堅信我們的新技術不會放過任何一個病毒，它完美地將靈敏性和特定性集于一身。”
全新的分子顯微鏡能夠幫助HIV/AIDS研究者克服治愈艾滋病道路上的一些障礙
第一大障礙是無法檢測出接受抗逆轉錄病毒療法的艾滋病患者血漿中的艾滋病病毒，因此研究人員難以評估一些艾滋病新療法的具體效果，新顯微鏡技術將是克服現有技術障礙的有力補充。
另一大障礙是無法確切知道病毒前體隱藏在體內何處，新技術能揭開這一由來已久的謎底，有助于大大縮小感染艾滋病病毒的細胞數量，更有針對地治療患者。 “If we can go in and see what happens to the virus in these different tissues with this sort of sensitivity and specificity, it’s going to answer a lot of questions,” NIAID’s Koup says.
