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中性粒细胞胞外诱捕网( NETs) 在银屑病中的作用及机制

银屑病是一种常见的慢性炎症性疾病,在西方 国家 银 屑 病 的 患 病 率 约 为 2% ,在 中 国 小 于 0. 5%[1]。典型病例表现为界限分明的丘疹、斑块, 表面常覆银白色鳞屑。银屑病患者常有持续的皮肤 瘙痒,并可合并有其他系统的疾病,如银屑病关节 炎、代谢综合征、2 型糖尿病、心血管疾病等[2-4]。银 屑病的发病机制尚不完全清楚,积极探索银屑病的 发病机制、寻找新型治疗靶点,具有重要临床意义。 近年来,银屑病的发病机制研究取得了较大进展。 在众多进展中,中性粒细胞胞外诱捕网( neutrophil extracellular traps,NETs) 与银屑病的关系受到广泛 关注,有望成为潜在的治疗新靶点。本文将综述NETs 在银屑病发病机制中的贡献。

1 中性粒细胞胞外诱捕网( neutrophil extracellular traps,NETs)

近年来研究发现,固有/适应性免疫系统与皮肤 角质形成细胞相互作用失调在导致银屑病发生发展 中起到了重要作用。中性粒细胞作为固有免疫细胞 中含量最多的细胞,在银屑病发生发展过程中,亦起 到了重要作用。中性粒细胞传统防御机制包括病原 体的吞噬、脱颗粒、细胞因子的产生。近年来研究发 现,中性粒细胞在受到炎症、化学物质、代谢物等刺 激时可发生一种称为“NETosis”的特殊的细胞死亡 过程。在这个过程中,细胞核中的组蛋白 3 ( Histone,H3 ) 经修饰形成瓜氨酸化的组蛋 白 3 ( CitH3) ,进而使染色质由致密变得疏松并释放到胞外, 同时胞浆内的颗粒源性蛋白,包括酶类及抗菌肽等 附着于染色质构成的支架上,形成网络状复合体,即 称为 NETs。NETs 能跨越 10 ~ 15 倍中性粒细胞大 小的区域,并发挥更长期的免疫效能。研究[5-7]表 明,NETs 在细菌感染、恶性肿瘤、自身免疫性疾病 ( 如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、抗中性粒细胞 胞浆抗体相关性血管炎、银屑病) 等多种疾病过程 中均具有重要作用。

2 银屑病、免疫系统与 NETs

研究表明,IL-23 /Th17 细胞轴在银屑病的发病 具有关键作用。正常皮肤受到潜在的诱发因素影响 产生过量抗菌肽( AMPs) ,并与宿主 DNA 结合形成 复合物,刺激浆细胞样树突状细胞( pDCs) 产生Ⅰ型 干扰素( INF-α 和 INF-β) 启动银屑病的发生[8]。Ⅰ 型干扰素促进髓样树突状细胞( mDCs) 成熟、迁移 并分泌肿瘤坏死因子( TNF-α) 和 白 细 胞 介 素-23 ( IL-23) 等。IL-23 可促进表达 IL-17 的 T 淋巴细胞 亚群( Th17 细胞) 的增殖和激活。随后 Th17 细胞产 生 IL-17、IL-21 和 IL-22 等因子作用于表皮,激活表 皮角质形成细胞异常增生,并产生细胞因子、抗菌肽 和趋化因子,从而进一步促进疾病进展。该过程中, 免疫细胞与角质形成细胞、血管内皮细胞和皮肤神 经系统等多种细胞相互作用,产生多种炎症因子,形 成复杂的反馈调节和炎症网络。 在上述银屑病发生过程中,多种炎症因子和 NETs 的产生密切相关。研究显示,抗 TNF-α 治疗 可明显降低溃疡性结肠炎患者循环血中 NETs 含 量[9]。IL-8 在中性粒细胞活化和向炎症部位募集 中起重要作用,Gupta 等[10]发现胎盘来源的 IL-8 可 独立刺激中性粒细胞形成 NETs。因此,银屑病患者 体内的慢性炎症状态可能持续激活中性粒细胞,产 生 NETs。另一方面,银屑病的关键效应细胞———树 突状细胞( DCs) 和 T 细胞亦可能是 NETs 的潜在作 用靶 点。已有报道香烟烟雾提取物诱导产生的 NETs 可在体外激活 mDCs,并促进未成熟 CD4 + T 细 胞向 Th1 和 Th17 的分化[11]。NETs 还可刺激 pDCs 产生大量Ⅰ型干扰素参与系统性红斑狼疮、腹主动 脉瘤和化脓性汗腺炎等疾病过程[12-13]。NETs 还可 通过降低 T 细胞的激活阈值,从而增加 T 细胞对次 级刺激的反应[14]。但 NETs 是否通过相同的通路在 银屑病中发挥作用,这还需进一步的验证。 由此可见,NETs 作为固有免疫系统的重要组成 部分,与银屑病的多个发生环节均有密切的相关性。

3 NETs 参与银屑病发生发展

既往已经有动物和临床研究发现,NETs 参与银 屑病的发生发展。一项纳入 48 例银屑病患者、48 例健康受试者作为对照的横断面研究发现,与对照 人群相比,银屑病患者外周血中发生 NETosis 的中 性粒细胞数量明显增多( 2. 33 ± 1. 09) % vs. ( 11. 53 ± 5. 77) % ,且上述细胞数目与疾病严重程度存在相 关性( r = 0. 604) ,进一步通过对 DNA、组蛋白和中 性粒细胞颗粒染色,研究者[15]发现,银屑病患者皮 损中 NETs 含量明显升高。欧洲专家共识[16]将富马 酸二甲酯( DMF) 治疗列为中、重度斑块型银屑病患 者的一线治疗选择。已有临床研究[17] 显示,口服 DMF 治疗成人严重银屑病是有效且安全的,37. 5% 的患者可以在用药后 16 周达到银屑病皮损面积和 严重程度指数下降 75% ( PASI 75% ) ,且治疗结束 后 2 个月无复发。另一项研究[18]显示,DMF 治疗 16 周后,银屑病患者皮肤病生活质量指数( DLQI) 平均减少 5. 9 分,患者身心负担明显减轻。值得注 意的是,研究[19]显示,DMF 可减少 ROS 的生成,抑 制中性粒细胞活化并降低 NETs 分泌,提示 NETs 可 能参与了 DMF 缓解银屑病的过程; 但 DMF 是否通 过 NETs 缓解银屑病,有待进一步研究。总之,上述 临床研究提示 NETs 与银屑病的发病密切相关。 在咪喹莫特( IMQ) 诱导的银屑病小鼠模型中, 静脉注射 CI-酰胺[通过抑制肽酰基精氨酸脱亚胺 酶 4 ( PAD4) ,降低 NETs 产生]连续 7 d 后,小鼠外 周血中 NETs 含量明显下降,真皮中浸润的 T 细胞 和中性粒细胞数量明显减少,皮肤细胞表达的炎性 介质也明显降低; 更为重要的是,小鼠背部皮肤的鳞 屑和棘层肥厚明显减少,提示 NETs 生成抑制剂 CI酰胺可显著缓解银屑病[20]。另一方面,通过使用中性粒细胞胞外诱捕网( NETs) 在银屑病中的作用及机制 http: //pfxbxzz. paperopen. com DNA 酶 降 解 细 胞 外 DNA,减 少 循 环 NETs 含 量 ( NETs 降解剂) ,研究者在 IMQ 小鼠身上也获得了 类似的研究结果,即降解 NETs 后,银屑病显著缓 解[20]。上述动物实验提示 NETs 在银屑病的发病中 具有重要作用。

4 NETs 参与银屑病的相关分子机制

4.1 NETS 在银屑病起始阶段中的作用 既往研 究[21]表明,皮损中过量的抗菌肽( 主要为 LL37) 在 银屑病的发病中发挥始动作用。银屑病患者皮损中 的 LL37 主要来自于活化的角质形成细胞和中性粒 细胞。研究发现,在轻微皮肤损伤时,LL37 可促进 中性粒细胞对宿主甚至细菌( 外来) RNA 的摄取,并 将 RNA 引导至细胞内,引起多种细胞因子和趋化因 子的释放,同时产生 NETs。另一方面,NETs 中包含 LL37-RNA 与 LL37-DNA 等多种复合体。LL37-RNA 通过 TLR8 /TLR13 促使未活化的中性粒细胞大量迁 移并进一步分泌 NETs,形成以中性粒细胞反复激活 为基础的自我放大的免疫激活循环( 图 1) [22]。

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除 LL-37 外,中性粒细胞弹性蛋白酶( NE) 和分 泌性白细胞蛋白酶抑制剂( SLPI) 的复合物也存在 于 NETs 中,它们在银屑病皮损中与 pDCs 共定位, 并可诱导 pDCs 产生Ⅰ型干扰素[23]。NETs 还能够 促进角质形成细胞高表达人 β2 防御素( HBD-2) , HBD-2 也可与 DNA 结合激活 pDCs,参与早期银屑 病的发生[15]。HBD-2 在正常皮肤和其他红斑鳞屑 性皮肤病中表达较低,且循环血清 HBD-2 水平可能 是监测银屑病治疗效果和区分银屑病严重程度的一 个可能的生物标志物[24]。可见,NETs 释放是 pDCs 激活及早期银屑病发生的重要因素,其机制可能涉 及 LL37-RNA、NE、SLPI 以及 HBD-2。

4.2 NETS 参与银屑病炎症维持 在银屑病进展 期的皮损中,常出现大量中性粒细胞聚集于表皮,甚 至形成 Kogoj 和 Munro 微脓肿等典型病理改变。表 皮内浸润的中性粒细胞产生 NETs 直接作用于角质 形成 细 胞,并参与皮肤炎症环境的维持和放大。 NETs 可通过 TLR4 刺激角质形成细胞释放脂质运 载蛋白 2( LCN2) 、CXCL8、CXCL1、IL-36γ 等炎症介 质。其中 LCN2 可通过调节中性粒细胞活动,如中 性粒细胞激活、迁移和浸润等,间接参与银屑病的发 病机制[25-26]; 用 LCN2 中和抗体干预的 IMQ 小鼠皮 肤,中性粒细胞和 NETs 水平明显下降[25]。另一方 面,NETs 激活角质形成细胞 TLR4 时可协同 IL-36γ 刺激白介素 36 受体( IL-36R) ,上调髓样分化因子 88 ( MyD88 ) 、肿瘤坏死因子受体 相关因子 6 ( TRAF6) 和转化生长因子激活激酶 1( TAK1) 表达, 并激活下游 NF-κB 通路大量转录表达 LCN2。LCN2 募集中性粒细胞迁移至表皮,中性粒细胞继而释放 NETs 建立一个自我维持的炎症循环[20]。 在 NETs 参与的银屑病适应性免疫应答 中, NETs 与 Th17 细胞的相互作用也参与了炎症维持。 NETs 可促进记忆 T 细胞向 Th17 细胞转化,但这个 过程需要 T 细胞和单核细胞的相互作用才能完 成[27]。其中可能的途径是 NETs 激活单核细胞分泌 IL-6、肿瘤坏死因子和 IL-23 等 Th17 细胞激活因子,同时表达与 Th17 细胞结合的共刺激分子[28]。此 外,中性粒细胞被认为是 IL-17 的主要来源细胞,双 色免疫荧光显示 IL-17 + 中性粒细胞在银屑病局部 表皮 中 富 集,并 通 过 NETs 引 起 IL-17A 大 量 释 放[29]。IL-17A 刺激角质形成细胞表达 CCL20,吸引 Th17 细胞进一步释放 IL-17A,最终导致银屑病皮损 的发展。另一方面,IL-17 等细胞因子促进中性粒 细胞的发育、募集,并延长中性粒细胞寿命,靶向干 预 IL-17 也可消除中性粒细胞在银屑病患者皮肤的 浸润[30]。 可见,NETs 与表皮细胞和 Th17 细胞的相互作 用在银屑病的活跃期发挥了重要作用。

4.3 NETs 与脓疱型银屑病的发生进展 过度激活 的 NETs 除维持银屑病慢性炎症外,还可能诱导脓 疱型银屑病的发生。脓疱型银屑病是一种不同于斑 块型银屑病的银屑病表型,其病情较重,常呈周期性 复发,愈后较差。与寻常性银屑病的发病机制不尽 相同,脓疱型银屑病可能与 IL-1 家族关系更为密 切[31]。IL-36 相关细胞因子 IL-36α、IL-36β、IL-36γ 和 IL-36 受体拮抗剂( IL-36Ra) 是 IL-1 家族的一部 分。白介素-36 受体拮抗剂基因( IL36RN) 编码 IL36Ra 蛋白,可抑制 IL-36α、IL-36β 和 IL-36γ 引起的 炎症反应。泛发性脓疱型银屑病、掌跖脓疱病和连 续性肢端性皮炎患者均发现 IL-36RN 基因突变,并 出现 IL-36 通路信号过度传导,下游炎症反应明显 增强[32]。该过程中 NETs 内的组织蛋白酶 G 和水 解酶能进一步加工无活性的 IL-36,增强其生物活 性,从 而 诱 导 DCs 产 生 IL-1β 进 一 步 参 与 炎 症 反应[33]。

5 NETs 与银屑病共病

一些流行病学研究表明,银屑病和银屑病性关 节炎患者可能具有较高的心血管事件风险,银屑病 可能是心血管事件的独立危险因素[34]。在一项纳 入 4 633 例银屑病患者的队列研究中,重度银屑病 亦是慢性肾病和终末期肾病的独立危险因素[35]。 NETs 可在循环中形成支架促进血栓形成,并可通过 组蛋白与内皮细胞膜的结合损伤内皮细胞,目前 NETs 已被证实参与动脉粥样硬化、肾小球损伤等血 管内皮损伤过程[36]。靶向干预 NETs 可能成为银屑 病治疗新策略,但干预 NETs 治疗是否可在缓解皮 损的同时缓解银屑病心血管、肾脏损伤等合并症状 还需进一步研究。

6 总结

随着基础研究的进展,NETs 在银屑病发病机制 中的作用逐渐被人们关注。人群及动物研究提示, NETs 参与了银屑病发病的不同环节,且其作用主要 集中于固有免疫反应。在机制方面,NETs 参与银屑 病的发生可能与 pDCs、角质形成细胞、Th17 细胞等 细胞间的相互作用有关,但具体分子机制有待更多 研究。鉴于 NETs 可能成为银屑病新的治疗靶点, 深入研究 NETs 的具体作用机制和在治疗银屑病的 作用具有重要意义和临床前景。


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关键词: 中性,粒细胞,细胞,诱捕,银屑,病中,中的
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无极血康中医医院院长袁六妮

系中国民营医疗机构协会理事、石家庄市政协委员、石家庄市劳动模范,从事医疗工作40余年,继承和发扬中国传统医学文化,以血液病的临床研究为主题,汲取传统医学精华,在攻克治疗血液病方面取得了有效成果,积累了丰富 的经验。

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