基因表达调节剂91
Gene expression modulator 91(GEM91）
本品为HIV-1复制的反义硫代磷酸寡核苷酸抑制剂。25碱基反义硫代磷酸寡核苷酸与HIV-1的mRNA起动子部位（核苷酸324-328)的限制基因互补，其序列为：5'-CTCTCGCACCCATCTCTCTCCTTCT-3'。
[化学结构]
[药理作用] 人类免疫缺陷病毒(HIV)是获得性免疫缺陷综合征——艾滋病的病原体。是本品的治疗作用对象。
HIV-1复制周期中的不同阶段是设计药物的目标。
已有许多药物作为HIV特异酶如反转录酶和蛋白酶的抑制剂被研究和设计。目前，使用寡核
苷酸发现和设计的药物同常规药物有显著不同。这些分子即称为“反义寡核苷酸”，根据病毒基因组或其RNA的独特性片段设计的互补链通过“杂交阻断”对这一片段的作用选择性干扰。寡核苷酸通过Wanton-crick碱基配对或Hoogsteen碱基配对与靶核酸结合。在Wastoncrick配对中，反义寡核苷酸的碱基与靶DNA或RNA单链的互补碱基形成氢键配对
，而在Hoogsteen碱基配对中，寡核苷酸的碱基与靶DNA双链配对。
反义寡核苷酸治疗HIV-1感染，在干它对病毒基因组独特片段或其转录RNA互补，能抑制维持病毒生命周期的必需关键结构或功能蛋白。
反义寡核苷酸的下列特性使其成为有效的治疗HIV-1的药物：
(1)在细胞与体液内对核苷酶的稳定性。
(2)可有效的被细胞摄取。
(3)与互补核苷酸链特异性杂交。
(4)与靶的顺序强烈亲合。
已有不少关于使用反义核苷酸作为HIV-1复制抑制剂的报道。GEM9l是一种反义硫代磷酸寡核苷酸，它已被详尽研究并进入II期临床试验。
GEM91是25碱基硫代磷酸核苷酸链，它与HIV-1限制（关闸）基因的mRNA起始部位结合，GEM91是水溶性的，在生理条件下稳定。它与互补RNA在生理条件下结合，解链温度约为56℃，这样，就在体温条件下与其互补靶链形成热动态平衡稳定性双链。GEM91的靶涟就是HIV-1的限制基因的起始部位。
已发现HIV-1限制基因起始区的核苷酸顺序高度保守，并为病毒包装所必需，该区片段缺失导致病毒包装缺陷。
GEM91在HIV-1复制周期中的作用靶：广义的说GEM91的靶是单链RNA，如mRNA和基因组病毒RNA。HIV-1进入细
胞后，胞浆内出现反转录，接着形成整合前复合体携带病毒RNA/DNA进入细胞核。
所以病毒基因组RNA是GEM91的早期作用靶。通过与进入的RNA杂交,GEM91可以阻断反转录，并通过在杂交部位激活RNA酶H降解病毒RNA。
一旦前病毒DNA整合入宿主细胞基因组，它就呈双链DNA形式。转录后.GEM91可结合在前mRNA适当位置从而抑制前mRNA向胞浆内转移。
另外，在胞浆内GEM91可能有两方面的作用 ：
a.通过结合靶mRNA(关闸mRNA)的AUG起动子
，抑制翻译并阻断其核糖体翻译装配；
b.激活RNA酶H从而降解RNA/寡核苷酸复合物，抑制病毒蛋白合成。
关闸基因产物为病毒包装所必需，它若缺乏，将导致病毒颗粒停止产生 。
细胞对GEM9上的摄取：荧光素结合物同焦显微镜检查显示GEM91可以被原始造血细胞、巨噬细胞有效地吸收
。GEM91被造血细胞(MOLT-3)吸收缓慢,GEM91主要位于细胞浆小泡内。在这种细胞内，分布类型表明GEM91的吸收通过一种吞饮过程。巨噬细胞吸收GEM91比MOLT-3细胞快得多而且吸收得更多
。与建株T细胞相同在巨噬细胞中,GEM91主要在内含的小泡中。原始单核细胞的细胞吸收水平与MOLT-3细胞相同。然而，与
MOLT-3细胞相反，在人的前体淋巴细胞中,GEM91在细胞内的分布显得很弥漫，提示摄入的GEM91多数在胞浆与胞核内具有反义活性。
GEM91在体外的抗病毒活力：应用H9,GEM和MOLT-3三种细胞株研究GEM91的抗HIV病毒活力，这些细胞株对HIV-1易感并使其高水平复制。病毒复制决定干细胞活性、病毒P24蛋白水平、定量合胞体及逆转录酶活性
。
通常GEM91的IC50(HIV复制抑制59％的有效浓度）在0.1－0.3μM范围内 。
在体内HIV-1感染的主要靶细胞是CD4+ T淋巴细胞和巨噬细胞 。
为证实抗HIV的活力，用正常人活化外周血单核细胞PBMCs感染HIV-1，然后加入GEM91培养。通过测定病毒p24水平，显示GEM91抑制HIV-1复制呈剂
量依赖型。除抑制HIV-1复制外,GEM91还有保护CD4+T细胞免受HIV-1产生的细胞病变作用。
这种保护作用取决于GEM91的浓度并与病毒产生水平呈逆相关。采用两种HIV-1初抽提物,HIV-1MN和HIV-1/571研究GEM91的抗病毒活力得到相同结果
。
对GEM91的抗HIV-1病毒还采用了体内感染的原始 细胞进行了研究，这可能与临床状态关系密切。
这一试验采用HIV-1感染者的原始细胞
，使初级分离原始细胞及体内自然感染相结合。GEM91在HIV-1感染患者分离细胞中的抗病毒活性、HIV-1复制的有效抑制与CD4+T细胞在细胞培养中百分数增加相一致，0.25μmol/L浓度可有效抑制病毒复制。试验表明,GEM91在低剂量时对体内感染有效
。用不同的分离HIV-1试验,GEM91对合胞体诱导或非合胞体诱导表型的病毒株具有杭病毒活力，并对中度到重度抗AZT和ddI的病毒株具有抗病毒活力。GEM91能抑制目前得到的所有分离HIV-1,尽管抑制浓度有所不同。在体外研究HIV-1逃脱变异株时，GEM91使抗性HIV-1变异株消失。通过临床试验可评价GEM
91是否能在休内产生抗性变异株。
GEM91的主要作用方式是通过“杂交阻断”干扰特异性mRNA的加工/翻译。
从其它研究中得出强有力的证据表明RNA酶H〔一种能识别RNA；DNA双体的核酸内切酶，能在双体部位切割RNA)，能在双体处切割特异性mRNA,从而抑制mRNA的翻译。虽然GEM91抑制HIV-1 RNA的加工与翻译可能是其主要活性，在短期试验中，“随机”硫代磷酸寡核苷酸也能抑制HIV-1的复制，也许是通过抑制反转录酶，CD4+ -gp120结合。然而，寡核苷酸的这非顺序特异性抑制作用，只是短暂的，它只能延长HIV-1感染的时间，而不能终止病毒在感染细胞内的复制。
目前已提出反义硫代磷酸寡核苷酸抑制HIV-1的多种作
用机制。包括以顺序特异性及非特异性方式及反义活性干扰病毒吸收及反转录。
[药代动力学] 给大鼠静脉注入以35S标记的GEM91，进行GEM91的药代动力学研究。GEM91放射性在血浆中消失呈双相性，半衰期为0.95小时及47小时。一次给药30mg/kg后血浆 峰浓度(Cmax)为418μg/L(52μM)，平均滞留时间(MRT)为42小时， 清除(CL)为21mL/(kg·h)。GEM91主要通过尿排泄，24小时排出给药量的1％（平均值±S.D.），240小时为9％。还观察 到GEM91的组织分布广泛，在初始30分钟，以最高浓度向肾、肝脾，心和肺组织分布，放射性较长时间在肾、肝、心和肠道中滞留。用聚乙酰胺凝胶电泳分析(PAGE)在不同时 间由肾、肝及其它组织抽取的放射活性，显示有GEM91的完整分子及其小分子降解产物。尿中的放射活性主要是GEM91小分子降解产物，降解速率呈时间依赖性。已做过GEM91猴子静脉内给药的药代动力学实验 。35S-GEM91 lmg/kg静注后,GEM91的血浆放射性半衰期呈双相，两只猴子的半衰期分别为0.8和0.7小时及56和46小时。GEM91主要通过尿排泄，96小时可排出给药量的28％。血浆 峰浓度呈剂量依赖性, 1mg/kg剂量的血浆峰浓度为38μg/mL；5mg/kg剂量的为150μg/mL
用小鼠、大鼠和猴静脉内给药进行药代动力学研究，显示硫代磷酸寡核苷酸可进入大多数器官，肝、肾浓度最高，脑浓度最低，GEM91及其它硫代磷酸寡核苷酸在猴静脉内给药可见某些心血管不良反应
。这些不良反应取决于寡核苷酸给药剂量与速率，并可由缓慢滴注给药而减轻。
[适应症] 艾滋病患者及无症状HIV阳性者。
[剂量与用法] 静脉滴注。1日0.1-1.0Omg/kg,缓慢(2小时）静滴。
[临床评价] 在HIV-1感染者中进行了GEM91的I期临床研究，观察其尿排泄及血浆清除。
以35S-GEM91按0.lmg/kg给6名患者2小时静脉滴注 。 GEM91放射性血浆半衰期呈双相性为0.2小时和27小时,Cmax为296ng/mL；CL为30mL/(kg·h）口进一步用凝胶电泳法证明了血浆中放射性的化学型式,表明既有完整的GEM91也有其低分子量代谢产物。GEM91主要由尿排出，给药24小时约排出49％ 。用高效液相分析了尿放射性，表明它主要与GEM91的低分子代谢产物有关。
在无症状HIV阳性患者中进行安全性及药代动力学研究，表明本品剂量在1mg/kg时，耐受良好
。
[制剂规格] 注射剂：每小瓶含本品6mg,l0mg。