《HemaSphere》：Longitudinal clinical and preclinical studies identify hetrombopag as a potent chelator for systemic iron overload
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这篇纵向研究揭示了海曲泊帕（Hetrombopag, HPAG），一种获批用于免疫性血小板减少症（ITP）和重型再生障碍性贫血（SAA）的口服血小板生成素受体激动剂（TPO-RA），其结构中含有不依赖于TPO-RA活性的铁清除基团，是治疗输血相关性全身性铁过载（IO）的一种新型、高效、兼具预防和治疗作用的铁螯合剂。研究通过匹配的临床队列和模拟输血性铁过载的临床前模型，证实HPAG可有效减少毒性铁的积累，并通过显著抑制细胞层面的铁依赖性脂质过氧化，发挥潜在的铁死亡（ferroptosis）抑制作用，从而改善由铁过载引发的系统性并发症。这为管理输血性铁过载提供了靶向铁死亡的新治疗策略。
研究背景与问题
铁过载是一种铁元素在体内过度蓄积，导致全身性功能损害的病理状态。这种情况常见于需要长期输血的难治性贫血患者，如重型再生障碍性贫血（SAA）、地中海贫血、骨髓增生异常综合征等。由于人体对铁的生理清除能力极为有限，这些患者不可避免地面临铁毒性在实质组织中的渐进性累积，最终引发多种并发症。铁螯合治疗是目前管理输血相关性铁过载的标准方法，但现有铁螯合剂（如去铁胺、地拉罗司、去铁酮）常存在毒副作用和给药不便等局限性。因此，亟需开发新型、半衰期更长、副作用更少的铁螯合剂。
海曲泊帕（HPAG）是新一代口服、小分子、非肽类血小板生成素受体激动剂，已获批用于治疗免疫性血小板减少症和重型再生障碍性贫血。HPAG结构中含有一个金属离子清除结构，其铁螯合作用被认为独立于其TPO-RA活性。然而，HPAG在铁螯合治疗中的作用、对全身性铁代谢的调节作用以及对细胞铁死亡的影响尚未被明确阐明。
研究方法与模型构建
本研究对接受标准免疫抑制治疗（IST）的SAA患者进行了纵向铁负荷评估，以了解输血性铁过载的自然病程。同时，研究建立了模拟输血性铁过载的临床前小鼠模型，用以系统性地探究HPAG在全身性铁过载中的治疗潜力与潜在机制。在临床层面，通过倾向评分匹配，将接受标准IST联合HPAG治疗的患者队列与单独接受标准IST的历史队列进行对比分析。
临床队列发现：铁过载轨迹与治疗需求
对312名新诊断SAA患者（仅接受标准IST治疗）的纵向分析发现，基线时即有相当比例患者存在铁负荷升高。其中，治疗无反应者（NR）的血清单体水平持续累积，而获得部分缓解（PR）或完全缓解（CR）的患者，其铁负荷随时间呈缓和或下降趋势。特别是无反应者和极重型再障（VSAA）患者，铁过载进展更为迅猛。大部分无反应者会进展至具有临床意义的铁过载（血清铁蛋白≥1000 ng/mL且转铁蛋白饱和度>50%）。这表明，对于治疗反应不佳的患者，继发性铁过载可对原发病产生负面影响，形成一个恶行循环，强调了进行铁螯合治疗的迫切性。
临床前模型验证：铁死亡是系统性铁过载的核心机制
在临床前模型中，铁过载小鼠表现出特征性的生化铁参数改变、血液学变化及临床症状。在细胞层面，过量的游离二价铁（Fe2+）启动脂质过氧化级联反应，导致细胞发生铁死亡，这是系统性铁过载的核心致病机制。研究观察到，铁过载小鼠和SAA患者体内，铁依赖性脂质过氧化产物丙二醛（MDA）显著积累。这些产物可诱导DNA损伤，加剧细胞损伤。
此外，过量的不稳定铁对造血和免疫微环境有重要影响。铁过载小鼠的骨髓造血干细胞（LSK细胞）表现出不稳定性铁池水平升高，同时长期造血干细胞（LT-HSCs）数量减少，这表明游离铁毒性优先损伤干细胞。在免疫微环境中，T淋巴细胞，特别是CD4+亚群，对铁死亡敏感。铁过载小鼠表现出骨髓中CD4+/CD8+T细胞比例显著下降，以及脾脏中CD3+T细胞比例减少，表明过量的铁驱动了免疫失调。总之，铁依赖性脂质过氧化和系统性功能障碍在输血性铁过载中密切相关，加剧了原发疾病。
海曲泊帕作为一种新型铁螯合剂的有效性
在铁过载小鼠中，给予HPAG治疗显著改善了生化铁指标、血液学参数和临床症状，其效果与临床获批的铁螯合剂地拉罗司（DFX）相当。HPAG显著减少了肝脏、脾脏、骨髓、心脏、胰腺和肾脏等对铁毒性高度敏感器官的组织病理学铁沉积。同时，HPAG还恢复了十二指肠粘膜完整性的广泛损伤和肝脏纤维化。在分子水平，HPAG显著逆转了铁过载导致的肝脏铁代谢相关基因（如BMP6、HAMP、FTH1、FTL1、TFRC）表达的异常改变，并降低了肝脏和血清中的MDA水平，表明其减轻了细胞内铁过量和铁驱动的氧化应激。重要的是，HPAG显著降低了骨髓细胞，特别是LSK细胞中的不稳定铁池水平。值得注意的是，HPAG作为TPO-RA的干细胞刺激效应具有物种依赖性，仅在人类和灵长类动物中存在，在本研究的临床前模型中并未观察到血小板计数的增加或c-MPL信号通路的上调。总体上，HPAG在治疗全身性铁过载方面效果显著，可与现有临床铁螯合剂相媲美。
海曲泊帕的预防与治疗双重益处及铁死亡抑制作用
铁死亡是由二价铁依赖性的膜多不饱和脂肪酸磷脂过氧化驱动的调节性细胞死亡形式。理论上，抑制终末脂质过氧化步骤可减轻输血相关的铁过载损伤。为了验证这一假说，研究使用了铁死亡特异性抑制剂Ferrostatin-1（Fer-1）处理铁过载小鼠。流式细胞术分析显示，HPAG、DFX和Fer-1均减轻了铁过载对长期造血干细胞的损伤。HPAG和DFX还显著增加了LSK细胞和短期造血干细胞的数量，提示通过铁螯合作用刺激了干细胞。转录组分析表明，HPAG在很大程度上逆转了铁过载诱导的基因表达改变。在免疫微环境中，HPAG、DFX或Fer-1治疗均恢复了铁过载导致的骨髓CD4+/CD8+T细胞比例失衡，并抑制了过量的IFN-α和IFN-γ产生，从而改善了异常的免疫激活和相关促炎状态。Fer-1作为公认的脂质过氧化抑制剂，能够改善铁过载诱导的异常，支持了细胞铁死亡在系统性铁过载损伤中的关键作用。
此外，HPAG在体外大鼠心肌细胞H9C2细胞中，可显著降低细胞内二价铁水平，提示其对心脏具有潜在的保护作用。在预防性给药实验中，预先给予HPAG的铁过载小鼠有效地阻止了系统性铁的积累，并保护了长期造血干细胞和骨髓CD4+/CD8+T细胞比例，表明HPAG具有预防铁过载的益处。
在机制上，研究明确HPAG是一种有效的铁螯合剂，具有减轻脂质过氧化、从而发挥铁死亡抑制作用的潜力。在人肝癌细胞系HuH7细胞中，HPAG显著降低了脂质过氧化标志物BODIPY C11的水平。在小鼠肝脏组织中，HPAG显著改变了抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）和铁死亡标志物前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）的表达。铁过载会导致富含GPX4的组织（如肝脏、肾脏、胰腺）中GPX4表达下降，表明抗氧化系统受损。HPAG给药可恢复GPX4水平，类似于DFX的作用，证明其可防止铁死亡相关的氧化损伤。进一步的脂质组学分析显示，铁过载肝组织中，脂质过氧化的主要底物——多不饱和脂肪酸磷脂（PUFA-PLs）的丰度显著降低。HPAG给药逆转了这些变化，表明其有效防止了铁死亡。
临床队列验证：海曲泊帕在SAA患者中的疗效
在一项对接受标准IST联合HPAG治疗的新诊断SAA患者的回顾性研究中，通过与历史队列（单独使用IST）的匹配比较发现，在两年随访期内，HPAG队列患者的血清铁蛋白、血清铁和转铁蛋白饱和度的相对变化显著低于历史队列。纵向分析显示，HPAG队列的血清铁蛋白水平呈稳定下降趋势。达到启动铁螯合治疗阈值（血清铁蛋白≥1000 ng/mL）的患者比例在HPAG治疗后显著降低。在治疗有反应者中，HPAG显著降低了铁负荷和铁过载患者比例。对于铁过载高风险患者（如无反应者和VSAA患者），HPAG仅导致铁负荷轻度增加，而历史队列则出现显著积累。在基线时已存在铁过载的患者中，HPAG显示了治疗益处。与临床前结果一致，治疗12个月后，患者血清中的毒性铁物质（如二价铁、非转铁蛋白结合铁NTBI）和脂质过氧化标志物MDA水平均显著降低，支持了HPAG的铁死亡抑制作用。
结论与展望
这项整合了临床与临床前研究的综合性工作，确认了海曲泊帕是一种强效的铁螯合剂和潜在的铁死亡抑制剂。它通过其结构中的铁清除基团，有效减少了毒性铁的积累，显著抑制了铁依赖性的脂质过氧化，从而缓解了全身性铁过载及其引发的系统性并发症，为治疗输血性铁过载提供了超越其TPO-RA活性的新策略。靶向铁死亡是治疗系统性铁过载的一种有前景的策略。这项研究加深了我们对输血性铁过载病理机制的理解，支持了在铁螯合性TPO-RA时代对患者铁代谢进行更有效管理。未来，需要在更多疾病环境下开展多中心、大规模、长期随访的临床研究，以进一步验证HPAG的铁螯合效益，并深入探究其潜在的免疫调节机制。
