中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)及其在肺部炎癥性疾病中的作用研究進(jìn)展

楊霞，寧宗

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

2004年，Brinkmann等首次報(bào)道了一種新型的中性粒細(xì)胞抗菌方式，即中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng) (NETs)。其主要由組蛋白、DNA和彈性蛋白酶以及髓過(guò)氧化物酶(MPO)等酶類構(gòu)成，在機(jī)體抗感染防御過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[1]。當(dāng)機(jī)體受到病原微生物入侵時(shí)，NETs可以借助于其特殊的以DNA為主體的纖維絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)快速、有效的捕獲病原體，限制炎癥擴(kuò)散，發(fā)揮強(qiáng)大的免疫防御等功能[2]。最新研究發(fā)現(xiàn)，NETs與炎癥相關(guān)性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等的發(fā)生發(fā)展過(guò)程密切相關(guān)，已成為臨床研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題之一[3，4]。但NETs作為一把“雙刃劍”，其形成和降解的失衡會(huì)影響疾病的最終轉(zhuǎn)歸，異常過(guò)度形成的NETs會(huì)加劇局部組織器官的進(jìn)一步損害[5]?，F(xiàn)就NETs及其在肺部炎癥性疾病中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1 NETs的形成、降解與信號(hào)通路

1.1 NETs的形成與降解 NETs的形成與降解過(guò)程復(fù)雜，目前仍未完全闡明。研究發(fā)現(xiàn)，諸多因素可以誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞形成NETs，如病原微生物(細(xì)菌、病毒等)、12-十四酸佛波酯-13-乙酸鹽(PMA)、脂多糖(LPS)、白細(xì)胞介素8(IL-8)、高遷移率族蛋白B1(HMGB1)等[6～8]。最新研究發(fā)現(xiàn)，血清淀粉樣蛋白A(SAA)可在體外促使中性粒細(xì)胞產(chǎn)生NETs[9]，其作用機(jī)制與SAA可以誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞形成活性氧簇(ROS)密切相關(guān)；再者，活化的FCγ受體Ⅲb(FCγRⅢb)可以顯著誘導(dǎo)NETs的形成[10]。另一方面，NETs的降解亦受多因素的影響。作為DNA骨架所構(gòu)成的復(fù)合物， 研究發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸酶(DNase)在NETs 的降解過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[11]。Qiu等[12]通過(guò)分離小鼠血清，觀察小鼠血清DNase Ⅰ對(duì)NETs的降解情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)予以煙草煙霧暴露后小鼠血清對(duì)NETs的降解能力顯著減弱。此外，研究發(fā)現(xiàn)抗雙鏈DNA抗體水平與NETs的降解過(guò)程密切相關(guān)，參與系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)生發(fā)展過(guò)程[13]。

1.2 NETs形成的信號(hào)通路 當(dāng)機(jī)體受到侵害時(shí)，中性粒細(xì)胞大量聚集，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)體炎癥失衡；而中性粒細(xì)胞的激活又會(huì)引起ROS的大量產(chǎn)生，導(dǎo)致出現(xiàn)氧化應(yīng)急狀態(tài)。此過(guò)程中可以涉及多種信號(hào)通路的參與。研究發(fā)現(xiàn)，NETs 可以被多種物質(zhì)所誘導(dǎo)，比如機(jī)體內(nèi)源性產(chǎn)物以及病原體來(lái)源的分子信號(hào)等。而且，不同刺激物所涉及的機(jī)制亦不盡相同。Toll樣受體(TLRs)是進(jìn)化中一個(gè)保守的模式識(shí)別受體(PRRs) 家族。TLRs受體主要存在于巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞表面，其激活可以導(dǎo)致巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞分泌大量致炎性細(xì)胞因子[14]。研究發(fā)現(xiàn)，TLR4/NF-κB信號(hào)通路參與機(jī)體的致炎過(guò)程，TLR4可以識(shí)別抗原相關(guān)性分子模式，促進(jìn)大量致炎性細(xì)胞因子如IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等分泌，進(jìn)而啟動(dòng)免疫應(yīng)答反應(yīng)[15]。此外，NETs成分(組蛋白/DNA復(fù)合物)亦可誘導(dǎo)血小板高表達(dá)的TLR4受體，并將其趨化至肺組織，激活中性粒細(xì)胞，參與NETs生成的調(diào)控[16]。這些提示TLR-4作為炎癥反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中急性炎癥損傷的扳機(jī)點(diǎn)，參與NETs生成的調(diào)控過(guò)程。另外，調(diào)控NETs網(wǎng)形成的信號(hào)途徑亦與Raf-MEK-ERK途徑有關(guān)[17]。NETs網(wǎng)通過(guò)NADPH蛋白酶和RAF-MEK-ERK信號(hào)途徑引起細(xì)胞核核包膜和顆粒膜溶解，導(dǎo)致DNA與顆粒狀抗微生物蛋白質(zhì)結(jié)合，進(jìn)而排至細(xì)胞外發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)，在中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶基因敲除的小鼠體內(nèi)無(wú)法形成NETs[18]；此外，中性粒細(xì)胞內(nèi)源性抑制物抑制中性粒細(xì)胞，亦可阻斷NETs的形成[4]。

2 NETs在肺部炎癥性疾病中的作用

2.1 急性肺損傷(ALI)/急性呼吸窘迫綜合征(ARDS) ALI是由多種誘因所引起的以急性、進(jìn)行性呼吸功能不全為特點(diǎn)的一種常見(jiàn)的臨床危重癥，其嚴(yán)重階段表現(xiàn)為ARDS，主要表現(xiàn)為呼吸窘迫和進(jìn)行性低氧血癥。由于其病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前病死率依舊居高不下，嚴(yán)重影響患者的生命質(zhì)量[19]。盡管進(jìn)行了不懈的臨床和實(shí)驗(yàn)研究，ALI/ARDS的發(fā)病機(jī)制仍未完全闡明。目前認(rèn)為，ALI的發(fā)生發(fā)展過(guò)程與過(guò)度炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[20]。其中，NETs在ALI/ARDS致病機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用[21]。張玥等[22]采用盲腸結(jié)扎穿孔手術(shù)制備膿毒癥動(dòng)物模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膿毒癥小鼠血漿中NETs的含量明顯升高，且與肺組織病理學(xué)改變相符合，血漿NETs的含量與肺組織的損傷程度相關(guān)。上述結(jié)果提示，大量的NETs是膿毒癥小鼠肺組織損傷的重要原因之一。Keshari等[23]研究發(fā)現(xiàn)，全身性炎癥反應(yīng)綜合征患者血清中炎癥細(xì)胞因子，如IL-1β、TNF-β和 IL-8 等可以與NETs一起協(xié)同介導(dǎo)ALI的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。此外，最新研究也進(jìn)一步闡明，維持NETs的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)ALI的預(yù)防具有重要的指導(dǎo)作用[24]，可能成為潛在的治療靶點(diǎn)。

2.2 慢性阻塞性肺疾病(COPD) COPD是一種以不完全可逆的氣流阻塞為主要特征的慢性肺部炎癥性疾病，其發(fā)病機(jī)制目前尚無(wú)完全闡明，但與長(zhǎng)期暴露在煙草煙霧環(huán)境及吸入有害氣體、有害顆粒等所致的慢性氣道炎癥密切有關(guān)。臨床研究發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定期COPD患者痰中可檢測(cè)到大量NETs的形成，且與患者的肺功能損害程度密切相關(guān)[25]，提示NETs在COPD的慢性氣道炎癥中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。Obermayer等[26]研究發(fā)現(xiàn)，COPD患者痰中檢測(cè)到的胞外DNA與體外誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的NETs結(jié)構(gòu)相似，進(jìn)一步證實(shí)了NETs參與COPD慢性氣道炎癥的病理生理過(guò)程。

2.3 其他肺部炎癥性疾病 目前研究顯示，NETs與多種肺部炎癥性疾病如囊性纖維化(CF)、微生物病原體感染性疾病等相關(guān)。CF可以影響身體多處器官，其中以肺部所受的影響最為嚴(yán)重。Marcos等[27]發(fā)現(xiàn)，在CF內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NETs存在的證據(jù)。治療方面，采用DNase靶向消除NETs亦可以達(dá)到治療CF的目的[28]。但是，另有研究顯示在流感病毒感染所致繼發(fā)性細(xì)菌感染時(shí)，流感病毒不僅可以誘導(dǎo)NETs的大量產(chǎn)生，而且還可以顯著增強(qiáng)細(xì)菌的增殖能力，上述雙重感染必然導(dǎo)致更多的NETs形成以及肺組織病變的進(jìn)一步加重。因此，NETs的過(guò)度表達(dá)對(duì)肺部炎癥的發(fā)生和發(fā)展具有重要的作用[29]。

綜上所述，作為繼中性粒細(xì)胞吞噬、分泌相關(guān)細(xì)胞因子以及脫顆粒等作用之后的新型有效的抗菌屏障，NETs能夠調(diào)節(jié)生理性的免疫防御，限制感染的擴(kuò)散，在機(jī)體的抗感染防御機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，與各種肺部炎癥性疾病如ALI/ARDS、COPD等的發(fā)生發(fā)展過(guò)程密切相關(guān)。盡管目前其作用機(jī)制尚不明確，但相信隨著研究的不斷深入開(kāi)展，NETs極有可能為肺部炎癥性疾病的臨床防治提供新的靶點(diǎn)和方法。