Peripheral blood lymphocytes from patients with the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) or with signs or symptoms that frequently precede AIDS (pre-AIDS) were grown in vitro with added T-cell growth factor and assayed for the expression and release of human T-lymphotropic retroviruses (HTLV). Retroviruses belonging to the HTLV family and collectively designated HTLV-III were isolated from a total of 48 subjects including 18 of 21 patients wih pre-AIDS, three of four clinically normal mothers of juveniles with AIDS, 26 of 72 adult and juvenile patients with AIDS, and from one of 22 normal male homosexual subjects. No HTLV-III was detected in or isolated from 115 normal heterosexual subjects. The number of HTLV-III isolates reported here underestimates the true prevalence of the virus since many specimens were received in unsatisfactory condition. Other data show that serum samples from a high proportion of AIDS patients contain antibodies to HTLV-III. That these new isolates are members of the HTLV family but differ from the previous isolates known as HTLV-I and HTLV-II is indicated by their morphological, biological, and immunological characteristics. These results and those reported elsewhere in this issue suggest that HTLV-III may be the primary cause of AIDS.

The precise identification of the HIV-1 envelope glycoprotein (Env) responsible for productive clinical infection could be instrumental in elucidating the molecular basis of HIV-1 transmission and in designing effective vaccines. Here, we developed a mathematical model of random viral evolution and, together with phylogenetic tree construction, used it to analyze 3,449 complete env sequences derived by single genome amplification from 102 subjects with acute HIV-1 (clade B) infection. Viral env genes evolving from individual transmitted or founder viruses generally exhibited a Poisson distribution of mutations and star-like phylogeny, which coalesced to an inferred consensus sequence at or near the estimated time of virus transmission. Overall, 78 of 102 subjects had evidence of productive clinical infection by a single virus, and 24 others had evidence of productive clinical infection by a minimum of two to five viruses. Phenotypic analysis of transmitted or early founder Envs revealed a consistent pattern of CCR5 dependence, masking of coreceptor binding regions, and equivalent or modestly enhanced resistance to the fusion inhibitor T1249 and broadly neutralizing antibodies compared with Envs from chronically infected subjects. Low multiplicity infection and limited viral evolution preceding peak viremia suggest a finite window of potential vulnerability of HIV-1 to vaccine-elicited immune responses, although phenotypic properties of transmitted Envs pose a formidable defense.

In the RV144 trial, the estimated efficacy of a vaccine regimen against human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) was 31.2%. We performed a case–control analysis to identify antibody and cellular immune correlates of infection risk.

Understanding why some people establish and maintain effective control of HIV-1 and others do not is a priority in the effort to develop new treatments for HIV/AIDS. Using a whole-genome association strategy, we identified polymorphisms that explain nearly 15% of the variation among individuals in viral load during the asymptomatic set-point period of infection. One of these is found within an endogenous retroviral element and is associated with major histocompatibility allele human leukocyte antigen ( HLA )– B*5701 , whereas a second is located near the HLA-C gene. An additional analysis of the time to HIV disease progression implicated two genes, one of which encodes an RNA polymerase I subunit. These findings emphasize the importance of studying human genetic variation as a guide to combating infectious agents.

Characterization of human monoclonal antibodies is providing considerable insight into mechanisms of broad HIV-1 neutralization. Here we report an HIV-1 gp41 membrane-proximal external region (MPER)-specific antibody, named 10E8, which neutralizes ∼98% of tested viruses. An analysis of sera from 78 healthy HIV-1-infected donors demonstrated that 27% contained MPER-specific antibodies and 8% contained 10E8-like specificities. In contrast to other neutralizing MPER antibodies, 10E8 did not bind phospholipids, was not autoreactive, and bound cell-surface envelope. The structure of 10E8 in complex with the complete MPER revealed a site of vulnerability comprising a narrow stretch of highly conserved gp41-hydrophobic residues and a critical arginine or lysine just before the transmembrane region. Analysis of resistant HIV-1 variants confirmed the importance of these residues for neutralization. The highly conserved MPER is a target of potent, non-self-reactive neutralizing antibodies, suggesting that HIV-1 vaccines should aim to induce antibodies to this region of HIV-1 envelope glycoprotein. A novel neutralizing antibody from a healthy HIV-1-infected donor that is specific for the membrane proximal region of gp41 is reported; the antibody has high potency and breadth, is not autoreactive and does not bind phospholipids. Jinghe Huang et al. report a novel neutralizing antibody from a healthy HIV-1-infected donor that is specific for the membrane-proximal region of gp41. The antibody has high potency and breadth, is not autoreactive and does not bind phospholipids. This work demonstrates a conserved site of gp41 vulnerability that is an important target antigen for HIV neutralization, with implications for efforts to elicit broadly neutralizing antibodies with vaccines.

Broadly neutralizing antibodies to HIV with similar specificities can be found in multiple HIV-infected individuals.

A single, low-dose intradermal immunization with lipid-nanoparticle-encapsulated nucleoside-modified mRNA encoding the pre-membrane and envelope glycoproteins of Zika virus protects both mice and rhesus macaques against infection and elicits rapid and long-lasting neutralizing antibody responses. Public health efforts to combat Zika virus disease are hampered by lack of a safe and efficient vaccine. Drew Weissman and colleagues report the development of a candidate vaccine that is based on chemically stabilized messenger RNA (mRNA) that encodes the premembrane and envelope glycoproteins of the Zika virus. This mRNA is packaged into lipid nanoparticles that can be delivered intradermally. A single dose of the vaccine gave mice and rhesus macaques long-term immunity to the Zika virus. These findings pave the way for the development of candidate vaccines that could protect humans against Zika virus disease. Zika virus (ZIKV) has recently emerged as a pandemic associated with severe neuropathology in newborns and adults1. There are no ZIKV-specific treatments or preventatives. Therefore, the development of a safe and effective vaccine is a high priority. Messenger RNA (mRNA) has emerged as a versatile and highly effective platform to deliver vaccine antigens and therapeutic proteins2,3. Here we demonstrate that a single low-dose intradermal immunization with lipid-nanoparticle-encapsulated nucleoside-modified mRNA (mRNA–LNP) encoding the pre-membrane and envelope glycoproteins of a strain from the ZIKV outbreak in 2013 elicited potent and durable neutralizing antibody responses in mice and non-human primates. Immunization with 30 μg of nucleoside-modified ZIKV mRNA–LNP protected mice against ZIKV challenges at 2 weeks or 5 months after vaccination, and a single dose of 50 μg was sufficient to protect non-human primates against a challenge at 5 weeks after vaccination. These data demonstrate that nucleoside-modified mRNA–LNP elicits rapid and durable protective immunity and therefore represents a new and promising vaccine candidate for the global fight against ZIKV.

Identification of full-length transmitted HIV-1 genomes could be instrumental in HIV-1 pathogenesis, microbicide, and vaccine research by enabling the direct analysis of those viruses actually responsible for productive clinical infection. We show in 12 acutely infected subjects (9 clade B and 3 clade C) that complete HIV-1 genomes of transmitted/founder viruses can be inferred by single genome amplification and sequencing of plasma virion RNA. This allowed for the molecular cloning and biological analysis of transmitted/founder viruses and a comprehensive genome-wide assessment of the genetic imprint left on the evolving virus quasispecies by a composite of host selection pressures. Transmitted viruses encoded intact canonical genes (gag-pol-vif-vpr-tat-rev-vpu-env-nef) and replicated efficiently in primary human CD4+ T lymphocytes but much less so in monocyte-derived macrophages. Transmitted viruses were CD4 and CCR5 tropic and demonstrated concealment of coreceptor binding surfaces of the envelope bridging sheet and variable loop 3. 2 mo after infection, transmitted/founder viruses in three subjects were nearly completely replaced by viruses differing at two to five highly selected genomic loci; by 12–20 mo, viruses exhibited concentrated mutations at 17–34 discrete locations. These findings reveal viral properties associated with mucosal HIV-1 transmission and a limited set of rapidly evolving adaptive mutations driven primarily, but not exclusively, by early cytotoxic T cell responses.

Tristetraprolin (TTP) is a widely expressed potential transcription factor that contains two unusual CCCH zinc fingers and is encoded by the immediate–early response gene, Zfp-36. Mice made deficient in TTP by gene targeting appeared normal at birth, but soon manifested marked medullary and extramedullary myeloid hyperplasia associated with cachexia, erosive arthritis, dermatitis, conjunctivitis, glomerular mesangial thickening, and high titers of anti-DNA and antinuclear antibodies. Myeloid progenitors from these mice showed no increase in sensitivity to growth factors. Treatment of young TTP-deficient mice with antibodies to tumor necrosis factor α (TNFα) prevented the development of essentially all aspects of the phenotype. These results indicate a role for TTP in regulating TNFα synthesis, secretion, turnover, or action. TTP-deficient mice may serve as useful models of the autoimmune inflammatory state resulting from chronic effective TNFα excess.