前言

中性粒細胞是人類中最豐富的免疫細胞，是機體抵御外界微生物的第一道防線。此外，它們也有助于各種生理功能，包括血管生成、凝血和組織修復。最近的研究發(fā)現(xiàn)中性粒細胞，特別是中性粒細胞激活后釋放的細胞外陷阱，在系統(tǒng)性自身免疫疾病的發(fā)生和持續(xù)過程中起著中心作用。

然而，由于一些技術(shù)挑戰(zhàn)，對中性粒細胞的研究尤其困難。再加上中性粒細胞的半衰期很短（通常不到一天），這些技術(shù)問題使中性粒細胞生物學領(lǐng)域的研究落后于其他先天性和適應(yīng)性免疫細胞類型。

目前，隨著能夠一些新技術(shù)的出現(xiàn)，中性粒細胞生物學及其病理學的復雜性現(xiàn)在開始逐漸被人們所理解。事實上，中性粒細胞在幾種全身性自身免疫疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮了核心作用。因此，更好地了解中性粒細胞對失調(diào)的慢性炎癥反應(yīng)的作用，對于未來開發(fā)能夠限制這些疾病臨床表現(xiàn)的靶向治療至關(guān)重要。

中性粒細胞的生物學

體內(nèi)穩(wěn)態(tài)

在健康、穩(wěn)定的條件下，中性粒細胞從骨髓釋放到血液中，通常在人類和小鼠體內(nèi)循環(huán)不到一天。他們被釋放后的命運仍然是一個有爭議的問題，可能取決于宿主的炎癥狀態(tài)。在血液循環(huán)期間，中性粒細胞的表面標記物表達和蛋白載量隨著生命周期的增長而變化，例如趨化因子受體CXCR4。

事實上，在體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的條件下，一些組織被中性粒細胞浸潤，特別是脾、肺和肝。在這些組織中的中性粒細胞可能作為哨兵，隨時準備對入侵微生物作出反應(yīng)，并受到局部微環(huán)境的激發(fā)。

老年中性粒細胞CXCR4表達上調(diào)可使其滯留在骨髓和淋巴組織中，并被巨噬細胞吞噬作為清除機制。這一周期明顯受晝夜節(jié)律控制，骨髓中性粒細胞清除的節(jié)律控制由時鐘基因以細胞內(nèi)方式調(diào)節(jié)，但也受到糖皮質(zhì)激素信號和細菌代謝物等外部因素的影響。隨著細胞年齡的增長，中性粒細胞產(chǎn)生更高水平的活性氧（ROS），與骨髓中新釋放的中性粒細胞相比，形成細胞外陷阱（NET）的趨勢增加。這種節(jié)律也反映在疾病狀態(tài)中，如類風濕性關(guān)節(jié)炎，以及心血管事件的風險通常在早上更嚴重，這可能至少部分由中性粒細胞生物學的這些晝夜變化所驅(qū)動。

異質(zhì)性

最近，人們發(fā)現(xiàn)了一些中性粒細胞亞群，例如高水平表達I型干擾素刺激基因（ISG）的中性粒細胞。此類干擾素反應(yīng)亞群在重度新冠肺炎患者中擴大，表明它可能與疾病病理學有關(guān)。值得注意的是，干擾素誘導的中性粒細胞在女性中的ISG表達水平高于男性，這種性別差異可能與女性對許多系統(tǒng)性自身免疫性疾病風險的強烈偏差有關(guān)。最近的一項研究支持了這一觀察結(jié)果，該研究表明，年輕成年女性中的中性粒細胞比年輕成年男性的更成熟、更活躍，從而對各種細胞因子的刺激產(chǎn)生更大的反應(yīng)，并增加了形成NETs的趨勢。

此外，在某些炎癥條件下，人們發(fā)現(xiàn)了一種稱為低密度粒細胞（LDG）的促炎癥中性粒細胞亞群。這些細胞具有不同于正常中性粒細胞的致病表型和功能。例如，LDG產(chǎn)生較高水平的某些細胞因子，包括I型干擾素，并且容易增加NET形成，并伴有血管病變和免疫刺激特征。

效應(yīng)器功能

當中性粒細胞遇到危險信號時，它們根據(jù)其表面受體組成和細胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量以不同的方式作出反應(yīng)。中性粒細胞活化具有不同的功能作用，包括遷移到組織中，中性粒細胞可以釋放顆粒內(nèi)容物，如中性粒細胞彈性蛋白酶、膠原酶和溶菌酶，破壞細胞外基質(zhì)并攻擊入侵的病原體。

中性粒細胞使用幾種策略來抑制和殺死微生物。殺滅微生物的一個核心作用是吞噬，中性粒細胞將微生物吞噬與細胞內(nèi)溶酶體融合，產(chǎn)生吞噬溶酶體，在受控條件下殺死并降解入侵的病原體。中性粒細胞的胞內(nèi)小泡儲存著各種細胞毒性酶、蛋白質(zhì)和肽，這些酶和蛋白可隨時釋放到吞噬小體中。中性粒細胞反應(yīng)的另一個組成部分是NADPH氧化酶機制的激活，它通過產(chǎn)生高度反應(yīng)性的超氧陰離子，可以破壞許多結(jié)構(gòu)。

中性粒細胞胞外陷阱

NETs由核和顆粒組成，可截留和殺死真菌、細菌和病毒。通常，NET的形成涉及中性粒細胞的程序性細胞死亡，但也可以在不影響細胞膜完整性或中性粒細胞立即死亡的情況下進行。NET的生成可由各種刺激物引發(fā)，包括微生物、細胞因子、免疫復合物、自身抗體、晶體、化學物和血小板。

暴露于這些信號后，最終導致中性粒細胞骨架的分解，組蛋白染色質(zhì)的解聚和瓜氨酸化，以及在基因組和線粒體DNA的DNA支架上組裝內(nèi)容物，如髓過氧化物酶（MPO）和中性粒細胞彈性蛋白酶。這一過程通常取決于NAPDH氧化酶機制和／或線粒體ROS的產(chǎn)生以及細胞周期蛋白，如CDK4和CDK6，它們促進了NET形成的幾個下游效應(yīng)。

中性粒細胞在自身免疫疾病中的作用

多年來，系統(tǒng)性自身免疫性疾病主要與適應(yīng)性免疫反應(yīng)缺陷相關(guān)，但過去幾十年的研究強調(diào)了各種先天免疫細胞和I型干擾素途徑在幾種系統(tǒng)性自體免疫性疾病中的重要作用。中性粒細胞在系統(tǒng)性自身免疫的發(fā)病機制中有許多關(guān)聯(lián)作用。

系統(tǒng)性紅斑狼瘡

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種全身性自身免疫性疾病，其特征是對核酸和其他核和細胞內(nèi)成分的自身反應(yīng)，I型干擾素反應(yīng)增強，女性更明顯。其特點是與許多器官的廣泛炎癥有關(guān)，包括腎臟、滑膜關(guān)節(jié)、皮膚、肺、心臟和血管。這種疾病的病因尚未完全了解，但它被認為是一個由遺傳、表觀遺傳、環(huán)境和激素因素綜合驅(qū)動的多因素過程。

與健康對照組相比，SLE患者的中性粒細胞數(shù)量發(fā)生明顯改變，隨著病情惡化，中性粒細胞特異性基因表達增加。有證據(jù)表明，SLE相關(guān)中性粒細胞有吞噬細胞清除受損、凋亡增加和氧化代謝異常。特別是，SLE患者循環(huán)中LDG增加，SLE患者的LDG在體外形成NET的能力增強，與正常中性粒細胞的NET相比，這些NET含有更高水平的修飾自身抗原和免疫刺激分子。

除了在SLE中觀察到過多的NETs形成外，還有證據(jù)表明，相當一部分患者血清中降解這些結(jié)構(gòu)的能力受損。通常，DNASE1和DNASE1L3參與循環(huán)和組織中DNA的降解。在相當大比例的SLE患者中，不同群體的患者表現(xiàn)出這些核酸酶的水平和／或功能異常，導致NET降解受損。

總的來說，增加NET形成和減少NET降解可導致這些結(jié)構(gòu)的水平增加，增加修飾的自身抗原的暴露并促進組織損傷。此外，當NET在組織中積累時，它們可以通過胞內(nèi)Toll樣受體和其他細胞內(nèi)傳感器激活B細胞和漿細胞樣樹突狀細胞，進一步促進炎癥信號通路。NETs中與DNA結(jié)合的免疫刺激分子，如IL－33、HMGB1和LL37，進一步增強了這種信號傳遞。

類風濕性關(guān)節(jié)炎

類風濕性關(guān)節(jié)炎是最常見的全身性自身免疫性疾病，它主要影響滑膜關(guān)節(jié)，如果治療不當會導致嚴重殘疾，通常也會影響關(guān)節(jié)外組織，如肺和血管系統(tǒng)。約70％的類風濕關(guān)節(jié)炎患者存在抗瓜氨酸化蛋白質(zhì)抗體（ACPA），ACPA對類風濕性關(guān)節(jié)炎具有高度特異性，可以在關(guān)節(jié)中形成致病性免疫復合物，促進炎癥和骨侵蝕。

中性粒細胞是瓜氨酸化抗原的主要來源，因為它們產(chǎn)生酶，如PAD4，催化精氨酸修飾為瓜氨酸。在類風濕關(guān)節(jié)炎患者的炎癥關(guān)節(jié)中，尤其是在疾病早期，中性粒細胞大量存在，并可局部釋放NETs。

PAD酶以活性形式存在于NETs中，可在類風濕性滑膜中檢測到。類風濕關(guān)節(jié)中的蛋白瓜氨酸化也可能涉及中性粒細胞衍生的膜溶解蛋白，如穿孔素和膜攻擊復合物，這些蛋白會產(chǎn)生孔隙。在滑膜中，包括瓜氨酸化蛋白在內(nèi)的NET產(chǎn)物可以被成纖維樣滑膜細胞內(nèi)吞，它上調(diào)MHC II類分子并向CD4＋T細胞提供NET衍生肽，從而與類風濕關(guān)節(jié)炎的適應(yīng)性免疫反應(yīng)建立聯(lián)系。此外，NET衍生的中性粒細胞彈性蛋白酶可以破壞軟骨的結(jié)構(gòu)并促進其瓜氨酸化，這可以通過提高其免疫原性和自身抗體生成來導致滑膜炎癥。

總的來說，中性粒細胞似乎在風濕性關(guān)節(jié)炎中起著中心炎癥作用，無論是在關(guān)節(jié)層面，還是在其他組織中。它們可能在通過NET形成啟動和維持自身抗原暴露方面發(fā)揮作用。

ANCA相關(guān)性血管炎

抗中性粒細胞胞漿抗體（ANCA）相關(guān)性血管炎（AAV）是一類自身免疫性疾病，由血管壁中白細胞的浸潤和激活引起血管炎癥。ANCA不同于其他類型的血管炎，其特征是小血管的全身炎癥，通常影響肺和腎。

與SLE相似，AAV患者中性粒細胞合成NETs的能力增強。此外，與SLE一樣，攜帶組蛋白和各種基質(zhì)金屬蛋白酶的NET的釋放會進一步損害內(nèi)皮細胞，導致血管的炎癥惡性循環(huán)。在動物研究中，通過阻止PAD4介導的NET形成，可以降低疾病的嚴重程度。此外，在臨床試驗中，外周血中的LDG水平與疾病嚴重程度相關(guān)。總的來說，有明確證據(jù)表明中性粒細胞與AAV的發(fā)病機制有關(guān)。

特發(fā)性炎性肌病

特發(fā)性炎性肌�。↖IM）是一類影響兒童和成人的異質(zhì)性自身免疫性疾病，通常表現(xiàn)為肌肉無力，但也會對皮膚、關(guān)節(jié)、肺和心臟造成損害。在這些患者中通常發(fā)現(xiàn)針對各種分子的自身抗體，包括轉(zhuǎn)運RNA、黑色素瘤分化相關(guān)蛋白5（MDA5）、轉(zhuǎn)錄中介因子1（TIF1）或信號識別顆粒，從而產(chǎn)生不同的疾病亞型。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞與幾種類型的肌炎的發(fā)病機制有關(guān)。在IIM患者的循環(huán)和肌肉組織中檢測到各種中性粒細胞特異性分子的水平增加，如中性粒細胞彈性蛋白酶、PRTN3和絲氨酸蛋白酶。特定類型IIM患者的循環(huán)NET水平增加與特定疾病表現(xiàn)和嚴重程度有關(guān)。此外，肌炎特異性自身抗體，包括MDA5抗體，可以在體外直接誘導NET形成。總體而言，這些觀察結(jié)果表明，失調(diào)的中性粒細胞途徑可能在肌炎中起致病作用，包括誘導自身免疫反應(yīng)和組織損傷。

抗磷脂抗體綜合征

抗磷脂抗體綜合征（APS）是一種全身性自身免疫性疾病，其特征是反復妊娠失敗、產(chǎn)科并發(fā)癥和血栓事件的高風險，與各種抗磷脂抗體的存在相關(guān)，可影響大多數(shù)器官系統(tǒng)。APS可以單獨存在，也可與其他自身免疫性病如SLE有顯著重疊。

APS患者中的中性粒細胞具有炎癥表型，ISG上調(diào)，表面粘附蛋白表達增加，包括P－選擇素糖蛋白配體1（PSGL1），通過增強中性粒細胞與血管壁內(nèi)皮細胞的結(jié)合，促進血管血栓的形成。血管系統(tǒng)中NET的形成可促進血小板聚集并形成血栓支架，進一步損害內(nèi)皮細胞并促進粘附分子的上調(diào)。

靶向中性粒細胞的免疫治療

目前用于多種疾病的幾種治療藥物可能直接或間接廣泛改變中性粒細胞功能。其中包括中和細胞因子（如TNF、IL－17和G－CSF）的抗體，以及其他可抑制中性粒細胞趨化性和／或活化的促炎分子（如C5a）。其他可針對特定或更廣泛中性粒細胞功能的藥物包括CXCR2抑制劑、JAK抑制劑、各種環(huán)氧合酶（COX）抑制劑、包括阿司匹林和非甾體抗炎藥以及抗瘧藥物如羥基氯喹。這些藥物可以減少中性粒細胞的活化、細胞因子的產(chǎn)生、NET的形成和遷移，因此可能通過靶向中性粒細胞介導它們的一些治療效果。

抑制NET的形成是一種特別有吸引力的策略。NETs中豐富的組蛋白已被證明具有直接致病作用，阻斷H4可能是一種有吸引力的新策略，可以減少中性粒細胞活化并改善心血管狀態(tài)。GSDMD是一種孔形成蛋白，靶向GSDMD的復合二硫侖在針對新冠肺炎患者中性粒細胞的臨床試驗中顯示了療效?（NCT04485130）。此外，泛PAD或PAD4酶抑制劑在一些實驗模型成功改善了疾病表現(xiàn)，已證明可以抑制人中性粒細胞在體外的激活。

降低中性粒細胞動員鈣的能力是另一種可能改變PAD活性的策略。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑，如環(huán)孢霉素A和他克莫司，已在SLE中顯示出有益的多因素作用，包括對中性粒細胞的作用。針對致病性NET產(chǎn)物，如中性粒細胞彈性蛋白酶，也在小鼠模型中顯示出療效，但尚未在自身免疫疾病的人體試驗中進行測試。針對NET產(chǎn)物的另一個策略是使用DNA酶破壞和清除DNA結(jié)構(gòu)。狼瘡小鼠模型在用DNase治療后產(chǎn)生較少的自身抗體并延遲死亡率。然而不幸的是，使用重組DNASE1的臨床試驗對狼瘡腎炎患者沒有顯示出臨床效果。然而，可能使用不同的核酸酶進一步探索這一策略。

此外，線粒體功能障礙和ROS過度產(chǎn)生也是潛在的藥物靶點。使用抑制劑（如N－乙酰半胱氨酸）中和ROS或抑制MPO酶功能可用于減少SLE、AAV或其他自身免疫疾病中的致病性NET產(chǎn)物。idebenone 和mitoQ以線粒體功能障礙為靶點，減少NET的形成，并能夠減輕狼瘡小鼠模型的臨床癥狀。

總的來說，有幾種策略可能針對中性粒細胞的活化和失調(diào)，值得進一步研究。

小結(jié)

過去十年來，越來越多的證據(jù)支持中性粒細胞在各種炎癥條件下發(fā)揮重要作用。它們通過攻擊組織、創(chuàng)造炎癥環(huán)境和形成新表位，在引發(fā)和維持自身免疫性疾病方面起著核心作用。此外，現(xiàn)在人們越來越認識到，中性粒細胞的功能和多樣性比以前認為的更為不同，健康和疾病中特定中性粒細胞狀態(tài)的定義將是一個重要的研究領(lǐng)域。

此外，對中性粒細胞生物學的研究也促進了我們對性別、年齡和遺傳差異如何影響疾病風險和嚴重程度的理解。除了提供診斷疾病的新工具外，還可以提供有趣的生物學信息。未來的研究應(yīng)側(cè)重于進一步闡明中性粒細胞在特定疾病中的作用�？梢韵嘈�，未來對中性粒細胞生物學的最新研究進展將產(chǎn)生越來越多的新型治療策略，從而使患者受益。

參考文獻：

1．Neutrophilextracellular traps in systemic autoimmune and autoinflammatory diseases． NatRev Immunol．2022 Oct 18．

       原文標題 : 中性粒細胞在自身免疫疾病中的作用