奥帕尼布（Opaganib）对高脂饮食诱导的高胆固醇血症与肝脏脂肪变性小鼠模型的保护作用研究

《Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity》：Opaganib Protects Against High-Fat Diet-Induced Hypercholesterolemia and Liver Steatosis in Mice

　　

鞘脂代谢参与多种疾病进程，包括癌症、病理性炎症、病毒感染、神经病理学以及肥胖和糖尿病等代谢性疾病。奥帕尼布（Opaganib）可抑制鞘氨醇激酶-2（sphingosine kinase-2, SphK2）和二氢神经酰胺脱饱和酶（dihydroceramide desaturase, DES1）等关键酶，并在多种实验模型中表现出抗癌、抗炎和抗病毒活性。奥帕尼布已在涉及近500名癌症或重症新冠肺炎（Covid-19）患者的临床试验中进行了研究，并展现出优异的安全性特征。研究人员近期发现，奥帕尼布可保护小鼠免受高脂饮食（high-fat diet, HFD）诱导的肥胖和葡萄糖不耐受。在本研究中，研究人员进一步评估了已肥胖的C57BL/6小鼠在HFD喂养条件下，口服奥帕尼布12周的治疗效果。 研究方法方面，雄性C57BL/6小鼠分别喂食对照饮食（Control Diet, CD）或HFD，最长持续31周。研究人员测定了奥帕尼布经皮下或口服给药（剂量最高达150 mg/kg）后的血浆药代动力学特征，以及口服100 mg/kg奥帕尼布后的生物分布情况。此外，对已喂食HFD 13周的小鼠，研究人员给予口服0（载体对照）或100 mg/kg/天奥帕尼布治疗，每周5天，持续额外12周。在12周治疗期间监测小鼠体重变化，并在治疗结束时评估血液生化指标。同时，在12周载体或奥帕尼布治疗结束后收集肝脏，评估组织学损伤和炎性细胞因子表达。 研究结果显示，药代动力学分析表明血浆奥帕尼布暴露量与剂量相关，口服100 mg/kg可在至少12小时内提供较高的药物暴露水平。口服给药后，奥帕尼布分布于所有检测的组织（肝脏、小肠、肾脏和脑），其消除动力学与血浆相似。值得注意的是，肥胖小鼠的血浆奥帕尼布浓度-时间曲线下面积（area under the curve, AUC）显著高于正常瘦弱小鼠。与先前报道一致，奥帕尼布治疗显著抑制了HFD肥胖小鼠的体重增长。奥帕尼布治疗还显著减弱了HFD诱导的血浆胆固醇、白蛋白和血尿素氮（blood urea nitrogen, BUN）水平升高，提示肥胖小鼠整体健康状况得到改善。此外，奥帕尼布治疗阻断了HFD诱导的肝脏重量增加，并减少了12周治疗结束时处死小鼠肝脏中的微脂肪变性和肥大。奥帕尼布治疗也降低了肝脏促炎细胞因子白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α, TNFα）的水平，但降幅未达到统计学显著水平。 研究结论为，本研究表明奥帕尼布能够抑制HFD诱导的与肥胖、高胆固醇血症和肝脏脂肪变性相关的病理变化。鉴于奥帕尼布已在人体临床试验中展现出优异的安全性，这一口服药物具有用于预防和治疗肥胖及相关疾病（包括高胆固醇血症和肝脏脂肪变性）的临床测试潜力。

论文解读

一、研究背景与科学问题

肥胖、2型糖尿病（type 2 diabetes, T2D）和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD，既往称为非酒精性脂肪性肝病）是与不良饮食密切相关的重大健康问题。靶向胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1, GLP-1）通路的药物正在逐步取代减肥手术这一历史金标准疗法，但这些药物并非对所有患者有效，且需要持续用药以维持疗效。因此，探索新的抗肥胖药物靶点具有重要的临床意义。

鞘脂（sphingolipids）在调控代谢中发挥重要作用，深度参与肥胖、T2D和MASLD的发生发展。鞘氨醇激酶（sphingosine kinases, SphKs）可磷酸化鞘氨醇生成1-磷酸鞘氨醇（sphingosine 1-phosphate, S1P），后者调控细胞增殖、存活、代谢和炎症等多种细胞活动。在脂肪性肝病中，鞘脂驱动从脂肪蓄积向炎症、纤维化乃至肝癌的进展。因此，靶向鞘脂代谢可能为糖尿病、肥胖和MASLD的治疗提供新策略。

奥帕尼布（Opaganib，又称ABC294640）是一种口服小分子药物，通过竞争性抑制鞘氨醇激酶-2（sphingosine kinase-2, SphK2）和二氢神经酰胺脱饱和酶（dihydroceramide desaturase, DES1）发挥药理作用。该药物已在多种啮齿动物模型中展现出抗肿瘤和抗炎活性，并在近500名癌症或重症新冠肺炎（Covid-19）患者的临床试验中表现出优异的安全性。研究人员前期已证实奥帕尼布可抑制HFD诱导的肥胖和葡萄糖不耐受，本研究旨在进一步评估奥帕尼布对已肥胖小鼠高胆固醇血症和肝脏脂肪变性的保护作用。

二、研究设计与关键方法

研究人员使用雄性C57BL/6J小鼠和饮食诱导肥胖（Diet-Induced Obese, DIO）C57BL/6小鼠开展研究。DIO小鼠购自Jackson Laboratories，前6周喂食正常饮食后接受13周高脂饮食（high-fat diet, HFD，60%热量来自脂肪，D12492）。药代动力学研究中，对照饮食（Control Diet, CD）喂养小鼠分别口服0、5、50、100或150 mg/kg奥帕尼布或皮下注射5 mg/kg，HFD喂养小鼠口服100 mg/kg，在不同时间点采血测定血浆药物浓度。生物分布研究中，CD喂养小鼠口服100 mg/kg奥帕尼布后，在规定时间点处死并采集血液、肝脏、小肠、肾脏和脑组织，通过反相高效液相色谱（HPLC）定量组织药物浓度。肥胖模型研究中，HFD喂养小鼠随机分为载体组（PBS含0.375% Tween）和100 mg/kg奥帕尼布治疗组，每日口服灌胃，每周5天，持续12周；另设HFD基线组和CD载体组作为对照。血液生化分析采用Vetscan HM5血液学系统检测丙氨酸氨基转移酶、白蛋白、碱性磷酸酶、胆汁酸、总胆红素、总胆固醇、γ-谷氨酰转移酶和血尿素氮（blood urea nitrogen, BUN）。肝脏组织经H&E染色后进行盲法组织病理学评分，评估大泡性脂肪变性、微泡性脂肪变性、肥大和炎症。肝脏炎性细胞因子IL-6和TNFα水平通过Luminex多重检测分析。

三、主要研究结果

（一）奥帕尼布药代动力学与生物分布特征

药代动力学分析显示，口服给药后血浆奥帕尼布水平迅速达峰，最大血药浓度（C_max）和药时曲线下面积（area under the curve, AUC）均与剂量相关，在100 mg/kg剂量下达到平台。50 mg/kg及以上剂量可使血浆奥帕尼布浓度超过抑制SphK2的半数抑制浓度（K_i = 9.3 μM）。皮下注射5 mg/kg的C_max和AUC远低于疗效阈值，且口服5 mg/kg的药物暴露量显著高于皮下注射。组织分布研究表明，奥帕尼布在肝脏、小肠、肾脏和脑组织中快速蓄积，达峰水平为11–28 μg/g组织（约29–73 μM），其中肝脏药物暴露量最高，约为血浆浓度的两倍，所有组织在给药后12小时仍维持高于治疗阈值的药物浓度。值得注意的是，肥胖小鼠口服100 mg/kg奥帕尼布后，血浆药物AUC约为正常小鼠的3倍，药物在肥胖小鼠体内持续存在时间更长，可能与其在脂肪组织中的蓄积和缓慢释放有关。

（二）奥帕尼布抑制HFD喂养小鼠的体重增长

DIO小鼠在19周龄（HFD 13周）时平均体重为47.3 ± 1.2 g，显著高于同龄CD喂养小鼠（32.8 ± 1.0 g）。在12周治疗期间，HFD载体组小鼠体重持续增长，最终平均体重达52.2 ± 1.5 g；而奥帕尼布治疗组小鼠体重增长被显著抑制，12周时平均体重为42.2 ± 3.0 g。线性混合效应模型分析显示，HFD载体组体重斜率为0.27 g/周，奥帕尼布组为0.05 g/周（p = 0.002）。奥帕尼布治疗未引起明显毒性反应。

（三）奥帕尼布改善HFD诱导的高胆固醇血症和器官功能指标

血液生化检测显示，各组间丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、胆汁酸、总胆红素和γ-谷氨酰转移酶水平无显著差异，提示25周HFD喂养尚未发展为完全型MASLD。总胆固醇方面，HFD喂养13周时小鼠总胆固醇水平略高于正常；额外12周HFD喂养后，HFD载体组总胆固醇显著升高至247 ± 7 mg/dL（p < 0.0001），而奥帕尼布治疗组显著降低至188 ± 19 mg/dL（p = 0.013）。BUN水平方面，HFD载体组从基线18.6 ± 1.8 mg/dL升至26.0 ± 1.5 mg/dL（p = 0.0073），奥帕尼布治疗显著抑制了这一升高（20.3 ± 1.4 mg/dL，p = 0.0147）。白蛋白水平方面，HFD载体组从3.20 ± 0.16 g/dL升至4.23 ± 0.06 g/dL（p < 0.0001），奥帕尼布治疗组显著降低至3.66 ± 0.09 g/dL（p = 0.0002），恢复至正常范围。

（四）奥帕尼布减轻HFD诱导的MASLD

肝脏重量方面，HFD喂养13周时小鼠肝脏重量（1.71 ± 0.14 g）较CD喂养小鼠（1.50 ± 0.05 g）略有增加；额外12周后，HFD载体组肝脏重量显著增至2.61 ± 0.16 g（p = 0.0007），而奥帕尼布治疗组仅为1.84 ± 0.11 g（p = 0.48），组间差异高度显著（p = 0.0012）。肝脏与体重比值在各组间无显著差异，提示脂肪沉积于其他组织。组织病理学评估显示，HFD载体组肝细胞出现大量空泡化，表现为广泛的大泡性脂肪变性、微泡性脂肪变性和肥大；奥帕尼布治疗组空泡化程度明显减轻，大部分肝脏组织形态正常，仅见散在的轻至中度肥大和脂肪变性区域。组织学评分方面，HFD喂养小鼠大泡性脂肪变性评分显著高于CD组（p < 0.001），奥帕尼布治疗未显著降低大泡性脂肪变性评分；HFD喂养小鼠微泡性脂肪变性评分显著升高（p < 0.001），奥帕尼布治疗显著降低（p = 0.028）；HFD喂养小鼠肥大评分显著升高（p < 0.001），奥帕尼布治疗显著降低（p = 0.029）；各组炎症评分均极低。综合组织学总评分（最高12分）显示，HFD喂养小鼠显著升高（p < 0.001），奥帕尼布治疗显著降低（p = 0.038）。肝脏炎性细胞因子方面，HFD喂养未显著升高IL-6和TNFα水平，但奥帕尼布治疗使IL-6降低37%、TNFα降低48%，虽未达统计学显著，但呈现下降趋势。

四、讨论与结论

讨论部分指出，鞘脂代谢在肥胖、T2D和MASLD病理中发挥关键调控作用。已有多种靶向鞘脂代谢的遗传操作和化学探针在HFD小鼠模型中显示可减轻这些病理变化，但多数实验性治疗难以转化为临床研究。奥帕尼布因其同时抑制SphK2、DES1和葡萄糖神经酰胺合酶三种关键酶而具有独特的治疗潜力。研究人员特别回应了其他研究组使用5 mg/kg皮下注射隔日给药方案声称奥帕尼布在HFD模型中无效的结论，指出该剂量仅为已确立有效剂量（50 mg/kg每日两次或100 mg/kg每日一次）的1/40，且给药频率和持续时间有限，其总全身药物暴露量不足有效方案的1%，因此该结论具有误导性。本研究的药代动力学数据明确显示，5 mg/kg皮下注射的C_max仅为SphK2抑制K_i的22%，AUC仅为口服5 mg/kg的41%、口服50 mg/kg的3%。奥帕尼布在肝脏中浓度最高且维持至少12小时的治疗浓度，支持每日两次给药方案。肥胖小鼠中奥帕尼布暴露量增加可能源于其在脂肪组织中的蓄积和缓释效应，这可能为肥胖及相关疾病的治疗提供优势。研究局限性包括仅使用雄性小鼠、未评估更低剂量的疗效以及HFD模型未发展出完全型MASLD病理（如纤维化），后续需使用更激进的MASLD模型和包含雌性动物的研究来全面评估奥帕尼布的保护作用。

结论部分指出，大量体外生化和体内药理学研究已证实鞘脂代谢在肥胖、T2D和MASLD病理中的关键作用。研究人员前期已证明口服奥帕尼布可抑制HFD喂养小鼠的进行性体重增长和葡萄糖耐受性丧失，本研究进一步证明奥帕尼布对HFD诱导的肝脏脂肪变性具有保护作用。鉴于奥帕尼布在其他疾病临床试验中已展现出良好的安全性，针对肥胖、T2D、高胆固醇血症或MASLD的预防和治疗临床试验可以快速启动。