HIV outbreak among injecting drug users in Finland

An HIV outbreak among Finnish injecting drug users (IDUs) occurred in 1998. By the end of 2005, 282 IDUs were in-fected, most of them by recombinant virus CRF01_AE of HIV. After a rapid spread, the outbreak subsided, and the prevalence of HIV among IDUs remained low (<2%). The purpose of the study was to describe the outbreak in order to recognise factors that have influenced the spread and restriction of the outbreak, and thus to find tools for HIV preven-tion. Data on Finnish IDUs newly diagnosed HIV-positive between 1998 and 2005 was collected through interviews and patient documents. Study I compared markers of disease progression between 93 Finnish IDUs and 63 Dutch IDUs. In study II, geographical spread of the HIV outbreak was examined and compared with the spatial distribution of employed males. In study III, risk behaviour data from interviews of 89 HIV-positive and 207 HIV-negative IDUs was linked, and prevalence and risk factors for unprotected sex were evaluated. In study IV, data on 238 newly diagnosed IDUs was combined with data on 675 sexually transmitted HIV cases, and risk factors for late HIV diagnosis (CD4 cell count <200/µL, or AIDS at HIV diagnosis) were analysed. Finnish IDUs infected with CRF01_AE exhibited higher viral loads than did Amsterdam IDUs infected with subtype B, but there was no difference in CD4 development. The Finnish IDU outbreak spread and was restricted socially in a marginalised IDU population and geographically in areas characterised by low proportions of employed males. Up to 40% of the cases in the two clusters outside the city centre had no contact with the centre, where needle exchange services were available since 1997. Up to 63% of HIV-positive and 80% of HIV-negative sexually active IDUs reported inconsistent condom use, which was associated with steady relationships and recent inpatient addiction care. Com-pared to other transmission groups, HIV-positive IDUs were diagnosed earlier in their infection. The proportion of late diagnosed HIV cases in all transmission groups was 23%, but was only 6% among IDUs diagnosed during the first four years of the epidemic. The high viral load in early HIV infection may have contributed to the rapid spread of recombinant virus in the Finnish outbreak. The outbreak was restricted to a marginalised IDU population, and limited spatially to local pockets of pov-erty. To prevent HIV among IDUs, these pockets should be recognised and reached early through outreach work and the distribution of needle exchange and other prevention activities. To prevent the sexual transmission of HIV among IDUs, prevention programmes should be combined with addiction care services and targeted at every IDU. The early detection of the outbreak and early implementation of needle exchange programmes likely played a crucial role in re-versing the IDU outbreak.

Estimating the fraction of progeny virions that must incorporate APOBEC3G for suppression of productive HIV-1 infection

The contest between the host factor APOBEC3G (A3G) and the HIV-1 protein Vif presents an attractive target of intervention. The extent to which the A3G-Vif interaction must be suppressed to tilt the balance in favor of A3G remains unknown. We employed stochastic simulations and mathematical modeling of the within-host dynamics and evolution of HIV-1 to estimate the fraction of progeny virions that must incorporate A3G to render productive infection unsustainable. Using three different approaches, we found consistently that a transition from sustained infection to suppression of productive infection occurred when the latter fraction exceeded similar to 0.8. The transition was triggered by A3G-induced hypermutations that led to premature stop codons compromising viral production and was consistent with driving the basic reproductive number, R-o, below unity. The fraction identified may serve as a quantitative guideline for strategies targeting the A3G-Vif axis. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

Evaluation of chitosan nanoformulations as potent anti-HIV therapeutic systems

Background: Antiretroviral Therapy (ART) is currently the major therapeutic intervention in the treatment of AIDS. ART, however, is severely limited due to poor availability, high cytotoxicity, and enhanced metabolism and clearance of the drug molecules by the renal system. The use of nanocarriers encapsulating the antiretroviral drugs may provide a solution to the aforementioned problems. Importantly, the application of mildly immunogenic polymeric carrier confers the advantage of making the nanoparticles more visible to the immune system leading to their efficient uptake by the phagocytes. Methods: The saquinavir-loaded chitosan nanopartides were characterized by transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry and analyzed for the encapsulation efficiency, swelling characteristics, particle size properties, and the zeta potential. Furthermore, cellular uptake of the chitosan nanocarriers was evaluated using confocal microscopy and Flow cytometry. The antiviral efficacy was quantified using viral infection of the target cells. Results: Using novel chitosan carriers loaded with saquinavir, a protease inhibitor, we demonstrate a drug encapsulation efficiency of 75% and cell targeting efficiency greater than 92%. As compared to the soluble drug control, the saquinavir-loaded chitosan carriers caused superior control of the viral proliferation as measured by using two different viral strains, NL4-3 and Indie-C1, and two different target T-cells, Jurkat and CEM-CCR5. Conclusion: Chitosan nanoparticles loaded with saquinavir were characterized and they demonstrated superior drug loading potential with greater cell targeting efficiency leading to efficient control of the viral proliferation in target T-cells. General significance: Our data ascertain the potential of chitosan nanocarriers as novel vehicles for HIV-1 therapeutics. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of recombination on acquisition and reversion of immune escape and compensatory mutations in HIV-1

Following transmission, HIV-1 adapts in the new host by acquiring mutations that allow it to escape from the host immune response at multiple epitopes. It also reverts mutations associated with epitopes targeted in the transmitting host but not in the new host. Moreover, escape mutations are often associated with additional compensatory mutations that partially recover fitness costs. It is unclear whether recombination expedites this process of multi-locus adaptation. To elucidate the role of recombination, we constructed a detailed population dynamics model that integrates viral dynamics, host immune response at multiple epitopes through cytotoxic T lymphocytes, and viral evolution driven by mutation, recombination, and selection. Using this model, we compute the expected waiting time until the emergence of the strain that has gained escape and compensatory mutations against the new host's immune response, and reverted these mutations at epitopes no longer targeted. We find that depending on the underlying fitness landscape, shaped by both costs and benefits of mutations, adaptation proceeds via distinct dominant pathways with different effects of recombination, in particular distinguishing escape and reversion. When adaptation at a single epitope is involved, recombination can substantially accelerate immune escape but minimally affects reversion. When multiple epitopes are involved, recombination can accelerate or inhibit adaptation depending on the fitness landscape. Specifically, recombination tends to delay adaptation when a purely uphill fitness landscape is accessible at each epitope, and accelerate it when a fitness valley is associated with each epitope. Our study points to the importance of recombination in shaping the adaptation of HIV-1 following its transmission to new hosts, a process central to T cell-based vaccine strategies. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license.

Structural Characterizations of the Dimeric Anti-HIV Antibody 2G12 and the HIV-2 Envelope Glycoprotein

More than thirty years after the discovery that Human Immunodeficiency Virus (HIV) was the causative agent of Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS), the disease remains pandemic as long as no effective universal vaccine is found. Over 34 million individuals in the world are infected with the virus, and the vast majority of them have no access to the antiretroviral therapies that have largely reduced HIV to a chronic disease in the developed world. The first chapter of this thesis introduces the history of the virus. The key to the infectious mechanism of the virus lies in its envelope glycoprotein (Env), a trimeric spike on the viral surface that utilizes host T cell receptors for entry. Though HIV-1 Env is immunogenic, most infected patients do not mount an effective neutralizing antibody response against it. Broadly-neutralizing anti-Env antibodies (bNAbs) present in the serum of a minority of infected individuals are usually sufficient to prevent the progression to full blown AIDS. Thus, the molecular details of these bNAbs as well as the antibody-antigen interface are of prime interest for structural studies, as insight gained would contribute to the design of a more effective immunogen and potential vaccine candidate. The second chapter of this thesis describes the low-resolution crystal structure of one such antibody, 2G12 dimer, which targets a high mannose epitope on the surface of Env. Patients infected with HIV-2, a related virus with ~35% sequence identity in the Env region, can generally mount a robust antibody response sufficient for viral control for reasons still unknown. The final two chapters of this thesis focus on the first reported structural studies of HIV-2 Env, the molecular details of which may inform HIV-1 therapy and immunogen design.

A assistência às pessoas vivendo com HIV/AIDS: aprendendo a cuidar do vírus ou da pessoa?

O presente estudo descreve e analisa o aprendizado dos médicos residentes para a prática da assistência às pessoas que vivem com HIV/Aids desenvolvida em um serviço de Doenças Infecciosas e Parasitárias de um Hospital Universitário no Estado do Rio de Janeiro. É uma pesquisa de cunho etnográfico, com a observação do processo de treinamento em consulta em ato da atenção, realizada por médico residente, sob supervisão de staffs do serviço. Os aspectos multicausais da Aids suscitam demandas tanto nos pacientes quanto nos profissionais de saúde envolvidos na assistência a essas pessoas. O processo de ensino/aprendizado na medicina prioriza a doença, relegando a segundo plano, o doente com suas questões subjetivas, sociais, culturais e econômicas. Entretanto, ao lidarem com estas pessoas, os médicos entram em contato com aspectos objetivos e subjetivos do processo de adoecimento individual. É neste momento, que fica evidente as lacunas deixadas neste processo de aprendizado. Paulatinamente, os médicos vão aprendendo a cuidar do vírus e seus efeitos. Eventualmente aprendem a cuidar também da pessoa. Para o alcance de uma atenção integral e humanizada ainda é necessário ampliar e aprofundar as reformulações no processo de ensino/aprendizagem dos médicos. Mudanças essas que permitam o aprendizado de cuidar bem tanto da carga viral, do CD4 e dos anti-retrovirais quanto da pessoa que porta o vírus.

Efeitos da terapia fonoaudiológica miofuncional em adolescentes vivendo com HIV/AIDS e lipoatrofia facial

A AIDS deixou de ser uma doença aguda, tendo como desfecho morte imediata. Com o advento da terapia antirretroviral potente, controlou-se o vírus da imunodeficiência humana, tornando a AIDS uma doença crônica. Entretanto, a terapia antirretroviral potente possui reações adversas, sendo uma delas a síndrome lipodistrófica do HIV. Uma das manifestações desta síndrome é a lipoatrofia facial: perda de gordura na face. O Ministério da Saúde do Brasil normatizou a aplicação de polimetilmetacrilato para reabilitação da face. Porém, crianças e adolescentes não podem realizar tal procedimento. Para esta população, o presente trabalho propõe a terapia miofuncional. Objetivo: Verificar os efeitos da terapia fonoaudiológica miofuncional em adolescentes vivendo com HIV/AIDS, contraído por transmisão vertical, com lipoatrofia facial. Métodos: Realizou-se avaliação fonoaudiológica antes e depois de 12 sessões de terapia fonoaudiológica, utilizando avaliação estrutural, medidas antropométricas da face, registro fotográfico, peso e altura, índice de lipoatrofia facial (ILA) e índice de incapacidade facial índice de bem-estar social (IIF-IBES). Na terapia fonoaudiológica, utilizou-se exercícios isotônicos e isométricos para face, bochechas e língua. Foram coletados os últimos dados, como a contagem de CD4, a carga viral, e o histórico da terapia antirretroviral utilizada. Resultados: Dos 15 pacientes estudados, 10 tinham lipoatrofia facial, mensurada através do ILA. Quatro completaram as todas as sessões de terapia fonoaudiológica. Nestes pacientes, as medidas antropométricas da face ficaram mais harmônicas, corroborando com os achados do registro fotográfico e da avaliação estrutural. Aumentou-se sutilmente o ILA em três pacientes. Conclusão: A terapia fonoaudiológica mostrou-se eficaz no tratamento da lipoatrofia facial leve. Considera-se importante a readequação das funções estomatognáticas quando necessário. Outras demandas fonoaudiológicas surgiram na população estudada.

Impacto da exposição fetal ao HIV-1 na função das células T e das células dendríticas de neonatos não infectados

A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), é uma das epidemias mais impactantes do milênio e, desde o início, o número de mulheres jovens infectadas vem aumentando vertiginosamente, principalmente nos países em desenvolvimento onde muitas destas engravidam precocemente. Apesar da grande maioria dos casos de AIDS pediátrico no mundo resultar da transmissão vertical, aproximadamente dois terços dos neonatos expostos ao HIV durante a vida fetal não são contaminados. Neste sentido, seguindo as recomendações do consenso brasileiro (Ministério da Saúde), toda criança cuja transmissão vertical tenha sido descartada laboratorialmente não necessita de acompanhamento ambulatorial particularizado. Entretanto, resultados anteriores obtidos pelo nosso grupo demonstraram que, gestantes infectadas pelo HIV-1 que não controlam a carga viral plasmática (CVP), apresentam níveis elevados de citocinas inflamatórias e, no presente estudo, resultados revelam que neonatos não-infectados nascidos dessas gestantes apresentam anormalidades imunofuncionais no compartimento das células T do cordão umbilical quando expostos in vitro a ativadores policlonais, mas não aos antígenos do HIV-1. Ademais, quando comparada a neonatos não expostos, a ativação in vitro das células T de neonatos expostos ao HIV-1 com anti-CD3/anti-CD28 induziu a produção de níveis elevados de IL-17 e reduzidos de IL-10. Interessantemente, essa tendência das células T em secretar IL-17 parece estar relacionada à liberação de níveis elevados de IL-23 pelas células dendríticas derivadas de monócitos do sangue do cordão umbilical estimuladas com lipopolissacarídeo bacteriano. Uma ausência de sensibilização uterina aos antígenos do HIV-1 sugere que essas alterações possam traduzir um efeito adverso da produção elevada de citocinas inflamatórias maternas sobre o sistema imune do neonato, o que pode desequilibrar os eventos envolvidos na maturação e homeostasia imune fetal e neonatal, favorecendo o predomínio de fenótipos Th anômalos, tal como Th17. Essa hiper-responsividade das células Th17 pode vir a comprometer não apenas a capacidade da criança em responder de forma adequada a diferentes estímulos antigênicos ao longo de sua vida, como também pode torná-la mais suscetível a desordens imunomediadas

Acompanhamento clínico-laboratorial da utilização de Enfuvirtida em pacientes HIV soropositivos multiexperimentados atendidos nos ambulatórios do Hospital Universitário Pedro Ernesto

A Enfuvirtida(ENF), único inibidor de fusão disponível, representa uma opção interessante aos pacientes com infecção pelo HIV quando utilizada em combinação com outros antirretrovirais, principalmente no tratamento de multiexperimentados com falha virológica e poucas opções terapêuticas. Sua eficácia já comprovada em ensaios clínicos esbarra nas barreiras impostas por sua administração parenteral. Impulsionado por estes dados, avaliamos durante 48 semanas a resposta virológica, a evolução de células T CD4 a possível resistência primária a ENF e o impacto para a adesão do uso subcutâneo da droga em dez pacientes que fazem acompanhamento ambulatorial no Hospital Universitário Pedro Ernesto e que tinham história de mais de dez anos de infecção pelo HIV e uso de ENF no seu esquema terapêutico sugerido por teste de resistência. Todos os pacientes alcançaram ao final do seguimento sucesso terapêutico, mantendo carga viral não detectada, e um incremento médio significativo de linfócitos T CD4. Em relação a uma possível resistência primária, em nenhum dos testes, genotipagem da glicoproteína 41, foi visualizado mutações naturais que pudessem diminuir a ação da ENF. Sobre o manejo do medicamento, preparo e aplicação, observamos que é imprescindível um apoio multidisciplinar para que não haja descontinuação na sua utilização

Influência das alterações imunes em gestantes infectadas pelo HIV-1 no perfil funcional das células T de neonatos não infectados

O número de mulheres jovens infectadas pelo HIV-1 vem crescendo desde o início da epidemia da aids, principalmente nos países em desenvolvimento, onde a frequência de gravidez é elevada. O desenvolvimento de estratégias para evitar a transmissão vertical tem aumentado o número de recém-nascidos não infectados nascidos de gestantes portadora do vírus. O objetivo da presente tese foi avaliar, in vivo e in vitro, o perfil de citocinas de neonatos não infectados, porém nascidos de mulheres infectadas pelo HIV-1. Os resultados demonstraram elevados níveis de citocinas pró-inflamatórias relacionadas ao fenótipo Th17, associadas à baixa produção de IL-10, tanto nos plasmas quanto nos sobrenadantes das culturas de células T ativadas obtidas do sangue do cordão umbilical de neonatos nascidos de gestantes infectadas pelo HIV-1 com cargas virais plasmáticas(PVL) detectáveis. De modo interessante, um perfil similar pró-inflamatório foi observado em amostras de sangue periférico de suas respectivas mães. Por outro lado, níveis elevados de IL-10, associados à reduzida produção de citocinas inflamatórias, foram dosados no sangue e nos sobrenadantes das culturas de células T ativadas de gestantes que controlavam a PVL, assim como de seus neonatos. Com relação à caracterização fenotípica das células T maternas produtoras de IL-10, a análise por citometria de fluxo demonstrou que essa citocina é majoritariamente produzida por células T CD4+Foxp3-. Curiosamente, a replicação viral in vitro do HIV-1 foi inferior nas culturas das gestantes infectadas pelo HIV-1 e foi relacionada aos efeitos inibitórios da IL-10 sobre a produção de TNF-α. Por fim, os neonatos não infectados expostosin utero à terapia antirretroviral (ART) apresentaram um menor peso ao nascer, e este achado foi inversamente correlacionado com os níveis periféricos maternos de TNF-α. Em conclusão, nossos achados sugerem que gestantes que conseguem controlar a PVL, e o incremento na produção de IL-10 materna possam favorecer a expansão das células Tr-1, as quais podem auxiliar em reduzir o risco de transmissão vertical do HIV-1 por reduzir a taxa de replicação viral. Por outro lado, outros resultados também apresentados aqui, apesar de preliminares, revelaram efeitos adversos da replicação viral e da ART em gestantes infectadas pelo HIV-1 no desenvolvimento funcional das células T de neonatos não infectados. Esses dados podem ajudar a explicar por que algumas dessas crianças apresentam elevado risco à morbidade e mortalidade devido a um estado basal de hipersensibilidade patológica.

Avaliação da resposta imune de neonatos não infectados pelo HIV-1 nascidos de gestantes soropositivas

A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), é uma das mais destrutivas epidemias do mundo, e a infecção pelo HIV em mulheres jovens vem aumentando rapidamente nos dias atuais. Esse fato tem um impacto importante na transmissão vertical do vírus. Apesar da grande maioria dos casos de aids pediátrica em todo mundo resultar da transmissão vertical, aproximadamente dois terços das crianças expostas ao HIV durante a vida fetal não são infectadas pelo vírus. Muitos trabalhos sugerem que durante a gestação doenças infecciosas maternas podem ter consequências complexas para o desenvolvimento do feto, e poucos trabalhos têm explorado o impacto da exposição ao HIV sobre a responsividade imunológica de crianças não infectadas a diferentes estímulos, particularmente na era das drogas antirretrovirais. Portanto, esse trabalho teve como objetivo avaliar eventos imunes em neonatos não-infectados expostos ao HIV-1 nascidos de gestantes que controlam (G1) ou não (G2) a carga viral plasmática, usando neonatos não expostos como controle. Para tanto, sangue do cordão umbilical de cada neonato foi coletado, plasma e células mononucleares foram separados e a linfoproliferação e o perfil de citocinas foram avaliados. Os resultados demonstraram que a linfoproliferação in vitro induzido por ativadores policlonais foi maior nos neonatos do G2. Entretanto, nenhuma cultura de célula respondeu a um conjunto de peptídeos sintéticos do envelope do HIV-1. A dosagem de citocinas no plasma e nos sobrenadantes das culturas ativadas policlonalmente demonstrou que, enquanto a IL-4 e IL-10 foram as citocinas dominantes produzidas nos grupos G1 e controle, a secreção de IFN-γ, IL-1, Il-6, IL-17 e TNF-α foi significativamente superior nos neonatos G2. Níveis sistêmicos de IL-10 observados dentre os neonatos G1 foram maiores naqueles nascidos de mães tratadas com drogas inibidoras da transcriptase reversa do vírus. Por outro lado, níveis superiores de citocinas inflamatórias foram observados dentre estes nascidos de gestantes tratadas com terapia antirretroviral de alta eficácia. Em resumo, nossos resultados indicam uma responsividade imune alterada em neonatos expostos in utero ao HIV-1 e reforça o papel do tratamento materno anti-viral com drogas menos potentes em atenuar tais distúrbios.

Adaptive evolution of primate TRIM5 alpha, a gene restricting HIV-1 infection

Recent studies showed that nonhuman primate TRIM5 alpha can efficiently block HIV-1 infection in human cell lines. It can also restrict other retroviruses, therefore, suggested as a general defender against retrovirus infection. Here, we present an evolutionary analysis of TRIM5 alpha in primates. Our results demonstrated that TRIM5a has been evolving rapidly in primates, which is likely caused by Darwinian positive selection. The SPRY domain of TRM5 alpha, which may be responsible for recognition of incoming viral capsids showed higher nonsynonymous/synonymous substitution ratios than the non-SPRY domain, indicating that the adaptive evolution of TRIM5a ill primates might be an innate strategy developed in defending retrovirus infection during primate evolution. In addition, the comparative protein sequence analysis suggested that the amino acid substitution pattern at a single site (344R/Q/P) located in the SPRY domain may explain the differences in Susceptibilities of HIV-1 infection in diverse primate species. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

The anti-HIV-1 effect of scutellarin

Scutellarin was purified from the plant Erigeron breuiscapus (Vant.) Hand.-Mazz. The activity against 3 strains of human immunodeficiency virus (HIV) was determined in vitro in this study. These were laboratory-derived virus (HIV-I-IIIB), drug-resistant virus (HIV-I-74V), and low-passage clinical isolated virus (HIV-1(KM018)). From syncytia inhibition study, the EC50 of scutellarin against HIV-I-IIB direct infection in C8166 cells was 26 mu M with a therapeutic index of 36. When the mode of infection changed from acute infection to cell-to-cell infection, this compound became even more potent and the EC50 reduced to 15 mu M. This suggested that cell fusion might be affected by this compound. By comparing the inhibitory effects on p24 antigen, scutellarin was also found to be active against HIV-1(74V) (EC50 253 mu M) and HIV-1(KM018) (EC50 136 mu M) infection with significant difference in potency. The mechanism of its action was also explored in this study. At a concentration of 433 mu M, scutellarin inhibited 48% of the cell free recombinant HIV-1 RT activity. It also caused 82% inhibition of HIV-1 particle attachment and 45% inhibition of fusion at the concentrations of 54 mu M. In summary, scutellarin was found to inhibit several strains of HIV-1 replication with different potencies. It appeared to inhibit HIV-1 RT activity, HIV-1 particle attachment and cell fusion. These are essential activities for viral transmission and replication. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Pairing QuantiFERON gold in-tube with opt-out HIV testing in a tuberculosis contact investigation in the Southeastern United States.

Knowing one's HIV status is particularly important in the setting of recent tuberculosis (TB) exposure. Blood tests for assessment of tuberculosis infection, such as the QuantiFERON Gold in-tube test (QFT; Cellestis Limited, Carnegie, Victoria, Australia), offer the possibility of simultaneous screening for TB and HIV with a single blood draw. We performed a cross-sectional analysis of all contacts to a highly infectious TB case in a large meatpacking factory. Twenty-two percent were foreign-born and 73% were black. Contacts were tested with both tuberculin skin testing (TST) and QFT. HIV testing was offered on an opt-out basis. Persons with TST >or=10 mm, positive QFT, and/or positive HIV test were offered latent TB treatment. Three hundred twenty-six contacts were screened: TST results were available for 266 people and an additional 24 reported a prior positive TST for a total of 290 persons with any TST result (89.0%). Adequate QFT specimens were obtained for 312 (95.7%) of persons. Thirty-two persons had QFT results but did not return for TST reading. Twenty-two percent met the criteria for latent TB infection. Eighty-eight percent accepted HIV testing. Two (0.7%) were HIV seropositive; both individuals were already aware of their HIV status, but one had stopped care a year previously. None of the HIV-seropositive persons had latent TB, but all were offered latent TB treatment per standard guidelines. This demonstrates that opt-out HIV testing combined with QFT in a large TB contact investigation was feasible and useful. HIV testing was also widely accepted. Pairing QFT with opt-out HIV testing should be strongly considered when possible.

Transmission of single HIV-1 genomes and dynamics of early immune escape revealed by ultra-deep sequencing.

We used ultra-deep sequencing to obtain tens of thousands of HIV-1 sequences from regions targeted by CD8+ T lymphocytes from longitudinal samples from three acutely infected subjects, and modeled viral evolution during the critical first weeks of infection. Previous studies suggested that a single virus established productive infection, but these conclusions were tempered because of limited sampling; now, we have greatly increased our confidence in this observation through modeling the observed earliest sample diversity based on vastly more extensive sampling. Conventional sequencing of HIV-1 from acute/early infection has shown different patterns of escape at different epitopes; we investigated the earliest escapes in exquisite detail. Over 3-6 weeks, ultradeep sequencing revealed that the virus explored an extraordinary array of potential escape routes in the process of evading the earliest CD8 T-lymphocyte responses--using 454 sequencing, we identified over 50 variant forms of each targeted epitope during early immune escape, while only 2-7 variants were detected in the same samples via conventional sequencing. In contrast to the diversity seen within epitopes, non-epitope regions, including the Envelope V3 region, which was sequenced as a control in each subject, displayed very low levels of variation. In early infection, in the regions sequenced, the consensus forms did not have a fitness advantage large enough to trigger reversion to consensus amino acids in the absence of immune pressure. In one subject, a genetic bottleneck was observed, with extensive diversity at the second time point narrowing to two dominant escape forms by the third time point, all within two months of infection. Traces of immune escape were observed in the earliest samples, suggesting that immune pressure is present and effective earlier than previously reported; quantifying the loss rate of the founder virus suggests a direct role for CD8 T-lymphocyte responses in viral containment after peak viremia. Dramatic shifts in the frequencies of epitope variants during the first weeks of infection revealed a complex interplay between viral fitness and immune escape.