Gasdermin D依赖性中性粒细胞胞外诱捕网通过加剧细胞因子风暴促进坏疽性脓皮病发病机制

本期推荐：浙江大学医学院团队针对坏疽性脓皮病(PG)发病机制不明、缺乏动物模型的难题，首次揭示Gasdermin D(GSDMD)通过调控中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)释放促炎因子IL-1β/TNF-α/IFN-γ等，驱动PG皮肤溃疡形成。研究建立首个PG血清诱导小鼠模型，证实GSDMD基因敲除可显著减轻病变，为靶向NETs的治疗策略提供理论依据，发表于《iScience》。

　　

坏疽性脓皮病(Pyoderma gangrenosum, PG)是一种让患者痛不欲生的罕见皮肤病，其特征是皮肤快速出现坏死性溃疡，伴随大量中性粒细胞浸润。这种疾病虽然早在1908年就被首次报道，但一个多世纪以来，科学家们对其发病机制仍知之甚少。更令人头疼的是，由于缺乏合适的动物模型，相关研究举步维艰。患者往往在轻微外伤后就会诱发皮肤病变，这种现象被称为"同形反应"，其背后的分子机制一直是个谜团。

近年来，中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil extracellular traps, NETs)在多种炎症性疾病中的作用备受关注。NETs是中性粒细胞释放的由DNA和抗菌蛋白组成的网状结构，原本用于捕获病原体，但过度激活会导致组织损伤。与此同时，科学家发现Gasdermin D(GSDMD)这个蛋白不仅在细胞焦亡中起关键作用，还能调控NETs的形成。这不禁让人猜想：GSDMD是否通过调控NETs参与了PG的发病？

浙江大学医学院附属第一医院皮肤科团队在《iScience》发表的研究给出了肯定答案。研究人员首先检测了PG患者血清中的NETs水平，发现显著高于健康对照，且与TNF-α和IFN-α水平呈正相关。更惊人的是，将PG患者血清注射到小鼠背部后，竟然成功诱导出与人类PG极为相似的皮肤溃疡，建立了首个PG动物模型。通过比较野生型小鼠和GSDMD基因敲除小鼠，研究揭示GSDMD通过促进NETs释放IL-1β、TNF-α等促炎因子，形成"细胞因子风暴"，最终导致皮肤坏死性病变。

研究主要采用以下关键技术：通过ELISA检测患者和小鼠血清中MPO-DNA复合物(NETs标志物)水平；免疫荧光分析皮肤组织和中性粒细胞中NETs形成；建立PG血清诱导的小鼠模型；采用RT-qPCR和Western Blot检测炎症因子和GSDMD表达；使用GSDMD^-/-基因敲除小鼠验证靶点功能。所有患者样本均来自浙江大学附属第一医院，经伦理委员会批准。

研究结果部分：
"NETs are enriched in circulating neutrophils and lesions from PG patients"显示，PG患者血清MPO-DNA水平较健康对照升高3倍，治疗后显著下降。患者血清能诱导健康人中性粒细胞产生NETs，且呈剂量依赖性。皮肤病变处NETs阳性细胞比例高达60%，远高于正常皮肤。

"Serum from patients with PG can induce PG-like manifestations in mice"部分，注射PG患者血清的小鼠出现典型紫色溃疡，病理显示表皮微脓肿、真皮血管周围中性粒细胞浸润等PG特征性改变，而对照小鼠皮肤正常。

"Elevation of NETs and related inflammatory factor expression levels in a mouse model of PG"发现模型小鼠皮肤和血清中MPO、cit-H3(NETs标志物)表达显著升高，IL-1β和TNF-α mRNA水平增加2-3倍，且与外周血白细胞计数正相关。

"The expression of GSDMD is upregulated in the serum and skin lesions of PG patients and PG mouse model"揭示PG患者血清GSDMD水平与TNF-α(r²=0.75)、IFN-γ(r²=0.91)高度相关，模型小鼠皮肤GSDMD-N活性片段表达增加。

"GSDMD can alleviate systemic inflammation and cutaneous lesions in PG-like mice"证明GSDMD^-/-小鼠溃疡面积减少50%，病理显示中性粒细胞浸润显著减轻，血清中GSDMD-N和炎症因子水平明显下降。

这项研究首次阐明GSDMD-NETs-细胞因子轴在PG中的核心作用：GSDMD被激活后形成膜孔，促使中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和髓过氧化物酶(MPO)释放，进而触发NETosis；NETs又释放大量IL-1β、TNF-α等促炎因子，形成正反馈循环，加剧炎症反应。这不仅解释了PG患者为何会出现"同形反应"，还为临床治疗提供了新靶点——针对GSDMD或NETs的抑制剂可能成为PG治疗的新选择。

研究的创新性体现在三方面：一是首次建立PG血清诱导小鼠模型，解决该领域长期缺乏动物模型的困境；二是发现GSDMD调控NETs形成的新机制；三是证实靶向GSDMD可有效缓解PG样病变。局限性在于样本均来自单中心，未来需要多中心验证。团队计划进一步筛选PG血清中的关键致病因子，并开发特异性GSDMD抑制剂。

这项由李胜、应淑妮等完成的研究，为理解中性粒细胞介导的炎症性皮肤病发病机制提供了新视角，相关发现也可能推广到其他NETs相关疾病如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。论文通讯作者乔建军和方红教授表示，他们正在与企业合作开发靶向NETs的小分子药物，有望为PG患者带来更精准的治疗方案。