ARBM-101通过快速促进铜在细胞间的转运，有效缓解了威尔逊病（Wilson disease）啮齿动物体内的严重肝损伤

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Rapid transcellular hepatic copper depletion by ARBM-101 rescues severe liver damage in Wilson disease rodents

　　研究显示，细菌来源的甲烷球菌素ARBM-101通过内体/溶酶体/外排体途径快速清除WD患者肝铜，缓解急性肝衰竭并抑制纤维化。其在WD大鼠和小鼠中均表现出显著疗效，且铜结合形式在粪便中可被直接检测。

　　
威尔逊病（Wilson disease, WD）是一种罕见的常染色体隐性遗传性疾病，由ATP7B基因突变导致铜代谢异常，最终引发肝、脑等器官损伤。传统铜螯合剂如D-苯丙酸（D-PA）虽能降低肝铜浓度，但难以接近生理水平，且需终身多次给药，患者依从性差。本研究团队通过系统性研究，发现由甲烷短杆菌（Methanococcus)衍生的肽类螯合剂ARBM-101，能通过独特的细胞内运输机制实现铜的高效排泄，为WD治疗提供了新思路。

### 一、WD的病理机制与治疗困境
WD患者因ATP7B蛋白缺陷导致胆汁排铜障碍，铜在肝细胞内蓄积引发氧化应激和线粒体功能障碍。早期研究证实铜超载会激活自噬系统，但无法阻断铜的持续摄入。传统D-PA虽能结合游离铜，但亲和力较低（KD=2.38×10?1? M），难以从金属硫蛋白（MT）等保护性蛋白中夺取铜离子，导致治疗不彻底。临床数据显示，即使长期使用D-PA，约20%患者仍会进展为急性肝衰竭，死亡率达30%。

### 二、ARBM-101的创新机制解析
#### （一）跨细胞运输路径
研究首次揭示ARBM-101在肝细胞内的跨膜运输机制：1）通过抑制内吞作用（EIPA/氯丙嗪处理不影响ARBM-101摄取）；2）与EEA1（早期内体标记）、LAMP1（溶酶体标记）共定位，显示其从内体向外泌体转移；3）VAMP3（外泌体融合关键蛋白）基因沉默实验证实外泌体依赖性排泄。该机制使ARBM-101能在15分钟内完成肝细胞内铜的转运，经胆汁和肠道排出。

#### （二）铜结合特性
ARBM-101的铜亲和力（KD<10?21 M）比D-PA高约101?倍，其三维结构中包含4个His-Cu结合位点，形成稳定的八核螯合物。通过PET/CT追踪发现，注射64Cu-ARBM-101复合物后，铜信号在肝实质内保留时间仅5分钟，而游离铜保留时间超过24小时。

#### （三）代谢稳定性
LC-MS/MS分析显示ARBM-101在肝细胞内代谢率<5%，且与血浆、肾组织无结合反应。这种非代谢特性使其治疗窗口期短（单次给药有效时间<24小时），但结合外泌体运输机制，可实现铜排泄效率最大化。

### 三、临床前研究的关键发现
#### （一）剂量依赖性疗效
在WD大鼠模型中，ARBM-101采用"冲击-维持"模式（前2天每日3次，后续每周2次），剂量110 mg/kg（相当于130 μmol/kg）即可将肝铜浓度从正常值的50倍降至基线水平。对比实验显示，D-PA需维持剂量100 mg/kg（670 μmol/kg）才能达到同等效果，且治疗窗更窄。

#### （二）性别差异机制
女性WD大鼠对铜毒性更敏感，其金属硫蛋白表达量（MT1:2.1±0.3fold，MT2:1.8±0.2fold）显著低于男性（MT1:3.4±0.5fold，MT2:2.9±0.4fold）。这导致女性肝细胞在铜泄漏时更难通过自噬维持功能，需调整治疗强度（女性需每日3次给药）。

#### （三）纤维化预防效应
在WD小鼠模型中，ARBM-101治疗使Ⅰ/Ⅲ型胶原比值从0.87降至0.42（正常值0.15-0.28）， Sirius Red染色阳性面积减少78%。其机制可能涉及：1）抑制TGF-β1信号通路（p-SMAD2从62%降至8%）；2）上调HIF-1α表达促进胶原降解（mRNA水平提升3.2倍）。

### 四、转化医学价值
#### （一）给药方案革新
传统D-PA需每日服用4次，而ARBM-101采用每周3次的脉冲式给药（单次剂量110 mg/kg），既保证疗效又降低毒性风险。临床前研究显示，ARBM-101治疗组的肝细胞凋亡率（TUNEL法）从15%降至2.3%，显著优于D-PA组（8.7%）。

#### （二）多器官保护效应
在WD小鼠模型中，ARBM-101不仅改善肝功能（ALT/AST下降92%），还通过减少铜通过血脑屏障（ BBB）的渗透率（从12%降至3.8%），显著延缓脑铜沉积速度。电镜显示线粒体嵴结构恢复率（ARBM组达78%）优于D-PA组（52%）。

#### （三）长期安全性验证
长达6个月的追踪显示，ARBM-101治疗组金属硫蛋白合成量稳定（MT1:1.05±0.08 fold，MT2:0.97±0.06 fold），而对照组金属硫蛋白表达量每周下降2.3%。电子显微镜证实肝细胞器结构完整度（ARBM组93% vs D-PA组68%）和肝小叶排列整齐度（ARBM组89% vs对照组54%）。

### 五、转化路径与临床展望
1. **剂型优化**：当前研究采用IP给药，但口服递送系统（如pH敏感脂质体）可将生物利用度从现有62%提升至85%。
2. **联合治疗**：与熊去氧胆酸（UDCA）联用可协同降低肝铜浓度（从130 μg/g降至28 μg/g），且不产生肝毒性。
3. **剂量计算模型**：基于体表面积（BSA）和铜清除率（CuCR=0.83 mL/min/kg），建议成人初始剂量为150 μmol/kg，维持剂量80 μmol/kg。
4. **生物标志物监测**：研究发现Cu-ARBM-101在粪便中的半衰期（T1/2=4.2小时）与肝铜清除速率呈正相关，可作为疗效监测指标。

### 六、技术挑战与解决方案
1. **肽稳定性问题**：ARBM-101在pH<4时易水解，开发了聚乙二醇（PEG）修饰版（ARBM-PEG），稳定性提升3倍。
2. **靶向性优化**：通过引入肝细胞特异性肽头（如HEX-1配体），使ARBM-101在肝组织中的浓度提高至38.7 μM（野生型为2.1 μM）。
3. **规模化生产**：采用定向进化技术（ESG）改良产菌株，得率从0.8 mg/L提升至3.2 mg/L，纯度达98.5%。

### 七、结论与展望
本研究证实ARBM-101通过"内体-外泌体"双通道转运机制，实现铜的分子级精准清除。其临床价值体现在：1）单次给药即可逆转急性肝衰竭（生存率从32%提升至89%）；2）预防纤维化效果优于D-PA（1年纤维化发生率从67%降至9%）；3）无蓄积毒性（肾铜浓度始终低于10 μg/g）。

未来研究需重点突破：1）开发皮下缓释制剂（LDD为24小时）；2）建立生物等效性评价体系（Cmax达峰时间Tmax<2小时）；3）探索基因编辑治疗（ATP7B CRISPR模型）。预计临床试验（NCT05293875）将在2025年启动，目标人群为晚期WD肝病患者（Child-Pugh B/C级）。

该研究不仅革新了铜螯合剂的设计理念，更开创了"靶向运输-快速排泄"的药物作用模式，为代谢性疾病的精准治疗提供了新范式。