NETs的基本概念
中性粒细胞外陷阱（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）是一种由中性粒细胞（人类免疫系统中最丰富的先天免疫效应细胞）通过细胞死亡过程（称为NETosis）释放的网状结构。这些结构由去凝聚的核染色质和多种颗粒蛋白（如组蛋白、弹性蛋白酶、髓过氧化物酶、钙保护素等）组成。NETs能有效捕获、杀灭微生物，并在一定程度上限制细菌、真菌、病毒和寄生虫的扩散。然而，NETs的失调释放也会引发炎症性疾病和自身免疫病理反应。![]()
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调控NETosis的分子机制。中性粒细胞外陷阱（NETs）的形成——即NETosis——可被微生物及内源性刺激（如损伤相关分子模式和免疫复合物）触发。细菌、真菌、病毒、免疫复合物及结晶通过结合多种受体，激活多个下游效应蛋白，从而诱导NETosis。活化的血小板也能通过高迁移率族蛋白B1（HMGB1）-晚期糖基化终产物受体（RAGE）以及P选择素-P选择素糖蛋白配体1（PSGL1）的相互作用触发NETosis。通过MEK-细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路诱导的反应性氧（ROS）生成，进一步激活髓过氧化物酶（MPO）通路。在该通路中，MPO介导的氧化激活使中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）能够在细胞质中降解肌动蛋白细胞骨架，阻止吞噬作用。随后，NE转移至细胞核，通过处理组蛋白驱动染色质的去凝聚。MPO和DEK（未示出）结合及蛋白精氨酸去氨基酶4型（PAD4）激活也能促进染色质去凝聚，其中PAD4对组蛋白进行瓜氨酸化修饰。此外，自噬（Autophagy）也被认为在NETs形成中发挥作用。在应对小型微生物时，Dectin-1等吞噬受体通过促进吞噬体的形成来抑制NETosis，从而将NE隔离在细胞核外。Siglec-5和Siglec-9通过限制中性粒细胞的活化和ROS的生成来抑制NETosis。内源性丝氨酸蛋白酶抑制剂（Serpin）通过抑制NE阻断NETosis。其他术语包括：ATG7（自噬相关蛋白7），AZU（嗜天蓝颗粒），CG（组织蛋白酶G），CR3（补体受体3），IRAK（IL-1受体相关激酶），MEK（MAPK/ERK激酶），mTOR（机械靶标雷帕霉素），PI3K（磷脂酰肌醇-3-激酶），PKC（蛋白激酶C），RIPK1（受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1），TLR（Toll样受体）。
NETs的组成及形成过程
- 组成成分：NETs的主要结构为去凝聚的染色质（包括核和线粒体DNA）和大量颗粒蛋白。颗粒蛋白的组成取决于诱导NETs形成的具体刺激因素。例如，不同病原菌株（如不同假单胞菌株）可诱导含不同蛋白成分的NETs，这种多样性可能会影响NETs的抗微生物能力。
- NETs的形成主要通过称为NETosis的细胞死亡过程实现。NETosis过程中，中性粒细胞的核膜解体，染色质在细胞质中解聚，并与细胞质和颗粒成分混合，随后细胞膜逐渐变得通透，使NETs扩散到细胞外。这个过程通常需要3-8小时，但在某些感染下会更快。
- 另一种形成机制称为非溶解性NETosis，是在中性粒细胞没有死亡的情况下通过快速释放NETs完成的，尤其是在金黄色葡萄球菌感染中观察到这种反应。非溶解性NETosis通常由最早到达感染部位的中性粒细胞快速作出响应，其特点是在几分钟内形成NETs，同时生成无核细胞质片段，继续吞噬和杀灭病原体。
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微生物逃避NETs的机制。微生物可以通过以下三种已知机制逃避中性粒细胞外陷阱（NETs）的捕获：首先，通过抑制NETs的形成（部分a）；其次，分泌荚膜以减少对NETs的亲和力，从而增强对NET介导的杀伤的抗性（部分b）；第三，分泌核酸内切酶来降解NETs（部分c）。此外，某些专门的微生物酶能够将NET来源的产物转化为细胞毒性分子，以杀伤免疫细胞。例如，金黄色葡萄球菌的腺苷合成酶（一种5′, 3′-核苷酸酶）可以将NET来源的核苷酸转化为脱氧腺苷（dAdo），从而诱导细胞凋亡，消灭脓肿附近的巨噬细胞。
NETs的清除机制
NETs在感染中可持续数日，主要通过血浆核酸酶DNase I分解，但其蛋白成分在DNA降解后仍可能存在较长时间，需要额外的清除机制来完成去除。巨噬细胞吞噬NETs是一种可能的清除方式，研究表明DNase I促进了体外巨噬细胞对NETs的摄取。NETs的免疫功能
- 抗感染作用：NETs能有效捕获并杀灭较大的病原体，特别是那些无法通过吞噬作用消灭的真菌菌丝等较大病原体。NETs在清除系统性真菌感染中发挥重要作用，对较小病原体来说，NETs是抗感染的补充机制，尤其是那些能够逃避吞噬体杀伤的致病菌。
病理作用：NETs在某些感染中会对宿主组织产生损伤。例如在肺部真菌感染和败血症中，NETs的过量生成可导致肺上皮和血管内皮细胞的损伤。NETs的形成也与血管栓塞密切相关，尤其在深静脉血栓形成（DVT）和癌症患者中，NETs作为一种支架促进凝血因子和血小板的聚集，进而引发血栓。
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NETs在无菌性炎症和自身免疫疾病中的作用
- 无菌性炎症：在无菌性炎症（如动脉粥样硬化、痛风和缺血再灌注损伤）中，NETs不仅促进炎症反应，还通过调节巨噬细胞促炎因子的表达，加剧局部炎症。例如，痛风性关节炎中，NETs对促炎细胞因子的降解能够减轻炎症，可能会因其在高浓度下发挥抗炎作用。
自身免疫疾病：NETs可能在系统性红斑狼疮（SLE）和类风湿关节炎（RA）等自身免疫病中作为自身抗原的来源。自发释放的NETs含有多种免疫原性物质，如组蛋白和瓜氨酸化蛋白。这些NETs可激活浆细胞样树突状细胞（pDC），进一步产生I型干扰素，增强自身免疫性炎症反应。此外，SLE患者的血清中通常缺乏足够的DNase I活性或含有保护NETs免受降解的抗体，导致NETs的清除不完全，这一现象在SLE等自身免疫性疾病的病理学研究中有所报道。
NETs在肿瘤中的作用
- 促进肿瘤转移：在血管中形成的NETs网状结构能够捕获循环中的肿瘤细胞，为其提供粘附支架。肿瘤细胞一旦附着在NETs上，可能通过其他机制实现定植并扩展到新的组织，这对肿瘤的远处转移有推动作用。
- 参与血栓形成：NETs通过招募和激活血小板和凝血因子，形成可导致血管阻塞的支架。在某些癌症和肥胖患者中，深静脉血栓的发生率显著提高，研究表明NETs在这一过程中起到了关键作用。NETs的形成受到低氧诱导的释放因子如血管性假性血友病因子（VWF）和P选择素的影响，这些因子从内皮细胞中释放后，吸引和激活中性粒细胞进行NETosis。进一步，NETs通过在血小板表面募集凝血因子XIIa及激活凝血因子TFPI的方式加强血栓的形成。
癌症相关炎症：NETs不仅有物理上捕获肿瘤细胞的作用，其分泌的细胞因子和趋化因子也能营造促炎环境，可能为肿瘤细胞的侵袭和增殖提供条件。这一促炎机制与肿瘤的生长和进展密切相关，尤其在血管内形成的NETs通过诱发局部的炎症反应可能进一步加速肿瘤的发展。
参考文献
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