综述：中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）在健康与疾病中的作用

《Molecular Biomedicine》：Neutrophil Extracellular Traps (NETs) in health and disease

本综述系统阐述了中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的双面性：在生理状态下作为宿主防御的关键机制，通过其独特的DNA-组蛋白骨架及嵌入的抗菌蛋白（如中性粒细胞弹性蛋白酶NE、髓过氧化物酶MPO）捕获并杀灭病原体；而在病理状态下，NETs形成或清除失调则驱动多种疾病，包括自身免疫病（如系统性红斑狼疮SLE）、心血管疾病（如动脉粥样硬化、血栓形成）及癌症转移等。文章深入探讨了NETs形成的核心机制（如PAD4介导的组蛋白瓜氨酸化、NADPH氧化酶依赖性信号通路），并展望了靶向NETs（如PAD4抑制剂、DNase疗法）的转化医学前景，为相关疾病的诊断与治疗提供了新视角。

　　

NETs的生物学特性

中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）是中性粒细胞释放的网状结构，由解聚的染色质（DNA和组蛋白）及多种抗菌蛋白（如NE、MPO、蛋白酶3等）构成。它们不仅是捕获和杀灭病原体的物理屏障，其组成还具有刺激特异性，即不同刺激物（如细菌脂多糖LPS、佛波酯PMA）可诱导产生蛋白组分各异的NETs，这决定了其在特定微环境中的功能多样性。

NETs的形成过程，即NETosis，主要有两种模式：活性氧（ROS）依赖性和ROS非依赖性途径。前者涉及NADPH氧化酶（NOX）产生的ROS激活中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和髓过氧化物酶（MPO），促使它们从颗粒转移到细胞核，协同肽酰精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）催化的组蛋白瓜氨酸化，共同导致染色质解聚和核膜破裂，最终将内容物释放到细胞外。而钙离子载体等刺激则可通过钙内流直接激活PAD4，不依赖NOX即可引发NETosis。

NETs的及时清除对于维持机体稳态至关重要。细胞外DNA的降解主要依赖于脱氧核糖核酸酶I（DNase 1）的活性，其碎片随后被巨噬细胞（尤其是M2型）吞噬。如果清除机制受损（如DNase 1缺陷或存在抗NETs抗体），则会导致NETs积聚，持续暴露自身抗原，从而引发或加剧自身免疫反应。

生理状态下NETs的功能

在健康状态下，NETs是先天免疫防御的重要组成部分。它们能有效 immobilize（ immobilize ）并杀灭细菌、真菌甚至某些病毒。例如，NETs中的组蛋白（如H2A, H4）和抗菌肽LL-37能直接破坏微生物膜结构，而NE和MPO则能降解细菌的毒力因子。

除了直接抗菌，NETs还扮演着免疫调节者的角色。它们能与巨噬细胞相互作用，调节NLRP3炎症小体的活化，影响白细胞介素1β（IL-1β）等细胞因子的释放。此外，NETs还能作为支架，选择性螯合或降解某些细胞因子（如保留IL-1α活性，降解IL-1β），从而精细调控局部免疫环境。在组织修复过程中，受控的NETs释放有助于降解过度产生的炎症介质，防止组织过度损伤，促进伤口愈合。

NETs在疾病中的作用

当NETs的形成或清除失衡时，这些原本保护性的结构就变成了疾病的驱动者。

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  感染性疾病：NETs是对抗细菌（如金黄色葡萄球菌）、真菌（如白色念珠菌）和病毒（如流感病毒、SARS-CoV-2）的第一道防线。然而，某些病原体（如化脓性链球菌）能分泌核酸酶降解NETs的DNA骨架以逃逸捕获。在COVID-19重症患者中，过量的NETs释放会加剧细胞因子风暴、急性肺损伤和免疫血栓形成，与不良预后相关。
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  自身免疫疾病：NETs是自身免疫疾病的关键推手。在系统性红斑狼疮（SLE）中，清除缺陷导致NETs积聚，其暴露的自身抗原（如瓜氨酸化组蛋白、双链DNA）会触发自身抗体（如抗dsDNA抗体）的产生，并持续激活I型干扰素（IFN-I）通路，形成恶性循环。在抗中性粒细胞胞质抗体（ANCA）相关性血管炎中，ANCAs直接激活中性粒细胞导致NETs释放，进而损伤血管内皮，引发坏死性血管炎。类风湿关节炎（RA）中，NETs提供了瓜氨酸化自身抗原，促进抗瓜氨酸化蛋白抗体（ACPA）的产生。

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  心血管疾病：NETs在动脉粥样硬化斑块的不稳定和破裂中起核心作用。它们能激活血小板，促进血栓形成。NETs成分（如组蛋白、NE）可直接损伤内皮细胞，并促进炎症细胞浸润。在心肌缺血/再灌注损伤中，NETs加剧了组织损伤和不良重塑。

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  癌症：NETs在肿瘤进展和转移中扮演了复杂而重要的角色。它们可以通过物理捕获循环肿瘤细胞（CTCs）促进其粘附于远处器官血管壁。NETs降解细胞外基质（ECM）产生的层粘连蛋白片段，能通过整合素α3β1/FAK/ERK信号通路重新激活休眠的肿瘤细胞。此外，NETs还能诱导上皮-间质转化（EMT），增强肿瘤细胞的侵袭能力。NETs相关的HMGB1可通过激活RAGE和TLR9信号通路促进肿瘤细胞增殖。在肿瘤微环境中，NETs还能通过上调PD-L1表达、诱导CD8⁺ T细胞耗竭等方式促进免疫逃逸，导致免疫检查点抑制剂（ICIs）的耐药。

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  其他疾病：NETs还广泛参与其他疾病过程，如严重哮喘的气道炎症、阿尔茨海默病（AD）中的神经炎症和血管功能障碍、糖尿病及其并发症（如伤口愈合延迟）的发病，以及妊娠相关疾病（如子痫前期）的病理过程。

靶向NETs的治疗策略

针对NETs的治疗策略主要围绕三个方面：抑制其形成、促进其降解以及调节其释放。

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  抑制NETs形成：靶向NETosis过程中的关键分子，如使用PAD4抑制剂（Cl-amidine, GSK484）阻断组蛋白瓜氨酸化；使用NE抑制剂（Sivelestat）或MPO抑制剂（PF-1355）干预染色质解聚；通过CXCR1/2拮抗剂（如Reparixin）抑制中性粒细胞趋化和活化；或利用氯喹等药物调节自噬过程以影响NETs释放。
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  促进NETs降解和清除：直接使用重组人DNase I（如Pulmozyme?）降解NETs的DNA骨架，瓦解其结构。增强内源性DNase活性或促进巨噬细胞对NETs的吞噬清除也是潜在策略。
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  调节NETs释放：通过抗氧化剂（如N-乙酰半胱氨酸NAC）或NADPH氧化酶抑制剂（如二亚苯基碘鎓DPI）减少ROS生成，从而抑制NETosis。调节锌离子稳态等也可影响NETs的稳定性。

结论与展望

中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）在宿主防御和疾病发生中扮演着双重角色。对其精确调控是维持免疫平衡的关键。尽管在NETs的形成机制、组成和功能多样性方面取得了显著进展，但其在特定疾病背景下的具体调控网络、与适应性免疫系统的相互作用以及作为生物标志物和治疗靶点的临床转化仍面临挑战。未来研究需要结合多组学技术和计算模型，深入解析NETs的异质性，开发更具选择性的靶向策略，以期在有效抑制病理NETs的同时，最大限度地保留其有益的抗菌功能，最终为多种人类疾病的防治开辟新途径。