最新：中性粒细胞外陷阱在风湿性疾病中的研究进展.docx

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1、最新：中性粒细胞外陷阱在风湿性疾病中的研究迸展摘要风湿性疾病是一种影响组织和关节的炎症性疾病，其特征为严重的免疫失 调。中性粒细胞是免疫失调的关键因素，在风湿性疾病中起重要作用。中 性粒细胞外陷阱(NETS )是中性粒细胞受刺激时释放的网状结构，其作为 一种新型的免疫防御机制引起了广泛关注。现就NETS的形成、功能及其 在风湿性疾病和其他疾病中的作用进行综述。关键词中性粒细胞；中性粒细胞外陷阱；风湿性疾病中性粒细胞是维持机体内环境稳定所必需的先天性免疫的重要组成成分， 是抵抗微生物感染的主要防御系统。在急性炎症中，病原体或宿主细胞释 放趋化因子，中性粒细胞能随着血液循环迅速到达感染部位，通过趋

2、化、 吞噬、脱颗粒等方式在防治病原体中发挥作用。有研究发现了中性粒细胞 的另一种杀菌机制，即通过释放由组蛋白和双链脱氧核糖核酸(dsDNA ) 等组成的网状结构去固定并杀死病原微生物，这个结构被称为中性粒细胞 外陷阱(NETS ),其产生的过程被称为NETosis 1 o研究表明，NETs产 生过多和清除障碍的不平衡会导致循环和组织中NETs水平增加，并引发 血管疾病，加重组织损伤2-3 o现就NETs的形成、与风湿性疾病及其 他疾病关系的研究进展方面进行综述。1、NETS的概述 Brinkmann等1 于2004年初次发现佛波酯（PMA ）刺激中性粒细 胞后，细胞内膜失去完整性，会形成由浓缩

3、DNA组成的胞外网状结构一 一NETs , NETs是由中性粒细胞激活时释放的一种直径15 17 nm的染 色质纤维网状结构。NETs的成分包含dsDNA、组蛋白、髓过氧化物酶（MPO ）和中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）等4-5 , DNA和组蛋白是其 主要结构成分1 L由于NETS释放的酶蛋白具有非特异功能，其可能导 致失控的炎症反应，引起直接细胞损伤、其他促炎细胞和蛋白质募集以及 诱导自身抗体产生的免疫复合物的形成，从而加重组织损伤6-7 0 研究表明,NETosis可被微生物、促炎细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF ） -CQ白细胞介素（IL）-8 1血小板、活化内皮细胞（ECs）、一氧化氮、

4、单 钠尿酸盐晶体和各种自身抗体刺激8 Jo当前已知的NETS有3种形成模 式：自杀性NETosis.细胞核DNA释放式NETosis.线粒体DNA被释 NETosiso其中自杀式NETosis是研究最广泛的一种模式9 L NETosis 是一个渐进的过程，通常由活性氧（ROS ）的产生导致。自杀式NETosis 的特征为核膜溶解、染色质解聚和细胞溶解10 0在PMA等刺激下， 活化的中性粒细胞激活还原型烟酰胺腺瞟岭二核苗酸（NADPH ）氧化酶 复合物随后ROS产生并促进核膜溶解1肽基精氨酸脱氨酶4 PAD4 ） 是一种位于中性粒细胞细胞核中的钙依赖性酶，能加速组蛋白瓜氨酸化、 促进细胞核中染

5、色质的解聚12o NE和MPO被转运到细胞核中，进而 促进染色质释放和核膜溶解。最后，胞膜被破坏，用颗粒蛋白修饰的染色 质以网状结构释放到细胞外13 ,在此过程中，中性粒细胞的形态发生 了实质性变化。ROS和组蛋白瓜氨酸化是NEToSiS的关键。因此，中性粒 细胞不仅可通过吞噬作用在细胞内杀死微生物，也可通过在炎症部位释放 NETs作为生物防御反应在细胞外杀死微生物14 o2、NETS与风湿性疾病2.1 川崎病(KD) KD也被称为黏膜皮肤淋巴结综合征，是一种影响 婴幼儿的中小型血管炎,是发达国家儿童获得性心脏病最常见原因。从KD 急性期开始，中性粒细胞自发形成NETs结构增强。NETosis

6、可能参与了 KD血管炎的发病机制14 o有研究表明，用KD急性期的血清刺激健康 者中性粒细胞均可产生NETs ;严重患者的血清较轻症患者能更大程度地 刺激NETs形成；恢复期患者血清未能产生NETs 15o Jing等16 发 现NETs的形成能改变外周血单个核细胞(PBMCs )的生物学反应，导致 PBMCs细胞活力显著上调，细胞凋亡减弱，并且增强促炎细胞因子(如 TNF-. IL-6和IL-8 )的产生及核因子KB ( NF-B )信号的激活;另外 通过血管内皮生长因子 (VEGF-A)和缺氧诱导因子Ia(HlF-Ia)表达的 增加影响血管损伤。目前关于NETs在KD中的发病机制仍不十分明

7、确， 有待进一步探索。2.2 系统性红斑狼疮(SLE ) SLE是一种自身免疫性疾病,最常见于育 龄期妇女。低密度粒细胞(LDGS)是SLE患者中增多的促炎性中性粒细胞亚 群，与正常的中性粒细胞相比具有更强诱导NETs形成的能力，LDGs能 产生较多的IL-6、IL-8、TNF和I型干扰素UNF)然后自发生成NETs , 从而损伤内皮17 OSLE中,LDGs和T淋巴细胞间也存在直接相互作用， LDGs激活T淋巴细胞可诱导促炎细胞因子INFM口 TNF-Ofi勺释放，而正 常密度粒细胞的诱导未能检测到促炎细胞因子的产生18 o抗dsDNA 是SLE的标志，抗dsDNA抗体可刺激单核吞噬细胞中的

8、I型INF,或 者内皮细胞中的NF-B活性，随后以IgG的Fc段受体依赖的方式触发炎 症反应19 尽管疾病特异性NETs可能具有不同的病理作用，但 Ch叩man等20 最近比较了由相同兴奋剂诱导的SLE和类风湿性关节 炎（RA）中NETS的蛋白质组成,显示2种疾病间仅有少量NETs蛋白质 存在显著差异。2.3 RA RA是一种慢性自身免疫性疾病，其特征为滑膜关节炎症、软骨 损伤和关节周围骨侵蚀。RA患者滑膜液中的中性粒细胞非常丰富，且与 健康受试者相比，RA患者外周血中的中性粒细胞更易产生NETs 21 0 抗瓜氨酸化蛋白抗体（ACPAs ）是RA发病机制中最重要的自身抗体，也 广泛用于诊断和

9、预测预后。ACPAS通过刺激中性粒细胞形成更多的NETs , 并激活成纤维细胞样滑膜细胞（FLSS ）合成和分泌促炎细胞因子IL-6和 IL-8 ,从而促进RA炎症的发展22 研究表明，FLSs和滑膜巨噬细胞 对导致软骨损伤的促炎细胞因子和酶的产生有很大作用。NETs中的NE 破坏软骨基质，并诱导FLSs释放膜结合的肽基精氨酸脱亚胺酶-2。软骨 碎片被瓜氨酸化及被FLSs内化，然后呈现给抗原特异性CD4+ T淋巴细 胞。含有瓜氨酸化软骨成分的免疫复合物可激活巨噬细胞释放促炎细胞因 子。NETs和NE促进软骨损伤和滑膜炎症23 o研究表明在成人斯蒂尔 病的发病机制中通过激活核苗酸结合寡聚化结构域

10、样受体蛋白3（ NLRP3 ） 和促炎性巨噬细胞加速了 NETs的形成 然而目前对于NETs在幼年特发 性关节炎（JIA ）中的作用仍未被发现24 Jo2.4 抗中性粒细胞胞质抗体相关性血管炎（AAV ） AAV是一种累及全 身多系统的自身免疫性疾病，包括显微镜下多动脉炎、肉芽肿性多动脉炎 和嗜酸性肉芽肿性多动脉炎，是一种全身性坏死性血管炎。Kessenbrock 等25 发现抗中性粒细胞胞质抗体（ANCA ）能刺激中性粒细胞释放 NETs ,而MPo和蛋白酶3 （ PR3 ）作为NETs的组成成分又是ANCA的 致病靶抗原 这使得AAV患者的免疫反应持续加重。Watanabe-KUSUnOk

11、i 等26 对实验性AAV大鼠进行重组血栓调节蛋白（rTM ）治疗，发现 其可改善大鼠肺出血和肾小球肾炎表明rTM可以通过不同生物学机制的 结合来改善自身免疫性血管炎。其他免疫细胞（如树突状细胞、巨噬细胞、 B淋巴细胞和T淋巴细胞）、补体系统（如补体5a ）和体液因子（如TNFx IL-1 ）也参与了 AAV的发病27 o静脉注射免疫球蛋白（IVlG）是一种潜 在治疗AAV的方法。当PMA刺激IVIG预处理的中性粒细胞时，PMA诱 导的NETs数量显著降低。此外，通过观察髓过氧化物酶抗中性粒细胞胞 质抗体相关血管炎（MPO-AAV ）大鼠的腹膜组织，发现IVIG治疗后对 NETs的产生有抑制作

12、用以及ANCA滴度和肺出血的降低28 o研究表 明，与单次刺激相比，不同的NETosis诱导剂对中性粒细胞同时刺激会 导致NETs的形成减少，这表明细胞可能拥有一种内部调节机制，可防止 健康人群中NETs的过度生成29 02.5 抗磷脂综合征（APS） APS是一种累及全身多系统的自身免疫性 疾病，主要表现为反复发生动、静脉血栓和/或习惯性流产，实验室检查为 持续的抗磷脂抗体（APL ）阳性，APS可分为原发性APS和继发性APS , 继发性APS多见于SLE、RA等结缔组织病。有研究表明，抗NETS抗体 存在于APS患者血清抗体中，并导致血管中已形成NETs的降解清除能力 下降,揭示了 AP

13、S与NETs相关的可能机制30 o在APS中性粒细胞中， 与I型IN F、内皮黏附和妊娠调节相关的基因表达增加。中性粒细胞衍 生的ROS也在APS发病机制中发挥作用31 0在APL介导的静脉血栓 模型中,血栓中富含NETs ,可通过脱氧核酸核糖酶（DNase ）或中性粒 细胞减少抗体来减少血栓的形成3 o近期研究发现，腺苗途径在APS 的NETs诱导中具有调节作用，如双嘴达莫，作为一种能增强腺昔受体介 导的信号传导的抗血栓药物,可抑制NEToSiS和体内静脉血栓形成32 o 因此，调节腺苜途径可作为减少APS中血栓形成的研究方向。3、NETS与其他疾病NETs的形成与多种炎症状态有关,如血栓形

14、成、溃疡性结肠炎（UC）和 恶性肿瘤等33 0有研究表明，UC患者肠黏膜中NETs相关蛋白（如 NEx MPO等）的表达均显著高于对照组，而高表达的NETs通过细胞外 调节蛋白激酶/丝裂原活化蛋白激酶通路激活增强UC患者黏膜固有层单 个核细胞中TNF-和IL-1的产生,进而加剧炎症反应34 0越来越 多的研究表明，NETosis在肿瘤的发生发展中具有重要作用35 ,在肿 瘤微环境中，肿瘤相关中性粒细胞（TANS）被激活以释放NETs ,能够促进 肿瘤的生长、进展和相关血栓的形成，也能唤醒休眠的癌细胞，促进癌症 复发和转移36 o Veras等37 的一项关于32例新型冠状病毒肺炎 （COVlD

15、-19）危重症患者的队列研究发现，与健康对照组相比，C0VID-19 患者血清、气管吸出物、肺组织和微血栓中NETs更高,且NETs水平与 COVID-19严重程度和患者血氧分别呈正相关和负相关。此外,队列随访 还进一步发现,在好转和康复的患者中NETs水平降低，为NETS作为检测 指标参与COVlD-19预后与转归的评判提供了可能性与依据38 o目前 针对NETs的血栓治疗研究主要集中在促进NETs降解和NETosis抑制2 个方面。如使用脱氧核糖核酸酶1可对NETs实现部分裂解，PAD4选择 性抑制剂GSK484在体外实验中可有效抑制NETosis 39-40 o 4、小结中性粒细胞特别是NETs与风湿性疾病的进展有关，同时PAD抑制剂在减 少NETs生成中初显成效，但其在疾病中的调节性及异质性仍需进一步研 究。然而，尚不了解为何SLE患者主要合成针对DNA和核糖核蛋白的抗 体而RA患者有针对瓜氨酸化蛋白的抗体AAV患者有针对MPO或PR3 的抗体。如果是NETs的异质性导致了这些差异，那么明确导致其差异性 的因素是非常重要的，也有假设提出遗传因素可能与这种异质性有关3 o 目前对于NETs的信号通路和致病机制仍不十分明确，探索NETs在疾病 中的作用对于疾病的治疗和预防具有重要意义。