中性粒细胞与自身免疫性疾病 | 免疫学专题

中性粒细胞基础生物学

中性粒细胞是循环中最丰富的白细胞，是由骨髓向目标病原体发出的短暂的终末分化细胞。

• 天然免疫

参与抗感染机制，包括吞噬作用、脱颗粒和释放抗微生物肽如中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)、髓过氧化物酶(MPO)，基质金属蛋白酶(MMPs)和通过在吞噬体中合成活性氧(ROS)而导致微生物降解。

• 适应性免疫疾病
  

中性粒细胞除了在天然免疫反应中起核心作用外，还调节着适应性免疫反应。在淋巴器官中，中性粒细胞与B、T细胞和抗原提呈细胞相结合。

树突状细胞对凋亡中性粒细胞的摄取，可能增加树突状抗原的递呈。

中性粒细胞可以刺激和抑制T细胞反应。

合成对B细胞发育必不可少的细胞因子，其中包括B细胞活化因子(BAFF)和A增殖诱导配体(APRIL)(一个与BAFF密切相关的分子)。在脾脏中，中性粒细胞可以在T细胞独立的基础上充当B细胞帮助者。

• 中性粒细胞细胞外诱捕网形成（NETosis) 

  具体见中性粒细胞之死。

中性粒细胞参与自身免疫性疾病

除了感染，NET含参与自身免疫性疾病。一些自身抗体通过NETosis促进NET释放，分子外泄（MPO和双链DNA是系统性自身免疫病的自身抗原）。NETosis和自身抗体产生是一个循环，通过NET释放抗原，产生自身抗体，自身抗体进而会增进抗原释放。

• 系统性红斑狼疮

除B和T细胞失调外，系统性红斑狼疮(SLE)患者的中性粒细胞在表型和功能上表现出异常，如C1q/calriticulin和CD91介导的凋亡途径未能清除吞噬细胞缺陷，增加聚集异常氧化活性，增加循环低密度粒细胞(LDGS)数量。

SLE涉及中性粒细胞凋亡增加，吞噬细胞功能丧失。系统性红斑狼疮中性粒细胞耗竭，导致体内自身免疫B细胞和自然杀伤细胞自发激活。

循环免疫复合物（ICs）对浆细胞样树突状DC(PDCs）的慢性激活，及I型IFNs的后续分泌被认为是SLE自身免疫性的初始触发因素。

免疫细胞包括髓系细胞，激活含有核糖核蛋白（RNP)-ICs，这需要激活TLR和FC受体（FCRs）。包括TLR 2、4、5、7、8和9在内的TLRs与SLE的发病有关。人中性粒细胞亚群表达TLR家族TLR 3除外的所有成员，允许他们在识别内源性或外源性配体后启动免疫应答。

系统性红斑狼疮的发病机制还包括释放high mobility group box 1 protein，该蛋白通过糖基化终末产物的受体结合DNA和抗DNA自身抗体，可能促进中性粒细胞的聚集，导致抗DNA自身抗体所致狼疮肾炎的肾脏损害。

LDGS产生的NET富含氧化的线粒体DNA，线粒体ROS，可在体外和在SLE受试者体内产生促进RNP-ICS激活。SLE病人体内释放的NET可以促进内皮细胞凋亡，功能丧失，引起一氧化氮释放障碍，进而引起不可逆的心脏损伤，动脉粥样硬化和血栓等。

抗中性粒细胞胞浆自身抗体（ANCA）相关血管炎（AAVS）的特征在于：一种小血管的坏死性炎症，包括三个临床表现：(1)显微多血管炎，(2)具有多血管炎的肉芽肿(以前称为韦格纳肉芽肿)和(3)嗜酸性肉芽肿多发性血管炎（EGPA）（以前称为ChurgStrauss综合征）。血管病变根据受影响血管的大小、其定位和所涉及的致病机制而不同。中性粒细胞酶MPO和PR3是ANCAs识别的主要自身抗原。

• 类风湿性关节炎

类风湿关节炎的特点是先天和适应性免疫反应失调，炎症细胞因子(包括IL-1，6，17，TNF-α，GM-CSF)的产生增加，对自身抗原的耐受性有缺陷，尤其是瓜氨酸肽。

风湿关节炎患者循环中性粒细胞具有活化表型，凋亡调节异常，转录因子激活，增强趋化和吞噬能力，FcR上调，免疫复合体诱导产生ROS。

此外，滑膜中性粒细胞释放胶原降解蛋白酶、细胞毒性ROS、细胞因子和趋化因子、ICs释放颗粒并将ROS释放到其上。活化的嗜中性粒细胞粘附于滑膜组织ICs，在关节表面直接脱颗粒，来自类风湿性关节炎患者的滑液含有高水平NE、PR3、CTSG以及中性粒细胞MMP-8和MMP-9、脂钙素,和明胶酶。

NETosis参与风湿性关节炎病理过程。来自于RA病人中性粒细胞产生更多NET和ROS。类风湿关节炎患者关节内存在胞外瓜氨酸自身抗原，其主要来自增多的NET，可引起患者滑膜成纤维细胞的炎症反应，释放促炎细胞因子、粘附分子和趋化因子。

• 原发性 Sjo¨ gren 综合征

在此疾病中，约87%的病人可以检查到La/SSB 复合体的自身抗体 (anti-SSB antibodies)。La/SSB在人中性粒细胞表膜和核表达，抗SSB抗体伴随增加，增加IL-8产生和嗜中性粒细胞凋亡，细胞死亡后释放LA/SSB。

中性粒细胞在原发性 Sjo¨ gren 综合征发病机制中可能起作用，包括(1)中性粒细胞被激活，(2)三分之一的病例观察到中性粒细胞减少，并与抗SSB抗体密切相关；(3)La/SSB在唇唾液腺等发炎组织中的表达可能上调。

• 系统性硬化症

系统性硬化症依赖中性粒细胞，产生IL-6，诱导ECs的活化及凋亡。中性粒细胞与激活的内皮细胞的结合可能导致局部产生ROS，维持内皮功能障碍，并促进系统性硬化症的纤维化。

• 抗磷脂抗体综合征

抗磷脂抗体综合征患者含有磷脂及表面蛋白质自身抗体。抗磷脂和抗β2-糖蛋白I(β2GPI)抗体，可促进通过激活ECs、血小板和单核细胞形成血栓形成。而NET可以激活凝血级联，是静脉和动脉血栓的重要组成部分。

• 多肌炎和皮肌炎

早期多发性肌炎和皮肌炎患者在肌肉组织标本中有较高的LL-37表达，分布在中性粒细胞上。LL-37肌肉表达与血清肌酸磷酸激酶水平相关，表明在刺激时，LL-37阳性的中性粒细胞可能引发炎症，随后导致肌纤维坏死。

靶向中性粒细胞自身免疫性疾病治疗前景

NET在SLE和其他自身免疫性疾病中是一个有意义的靶点。可以基于发病机理开发药物。

1. ROS在中性粒细胞介导自身免疫性疾病中有重要作用，也有研究小组显示ROS清除剂对于治疗SLE有一定的作用。N-乙酰半胱氨酸阻止NET的形成和ROS的释放。线粒体特异性ROS清除剂MitoTEMPO，可以减轻SLE小鼠模型疾病严重程度，降低骨髓中性粒细胞产生NETosis。

2. PAD4的抑制在不影响氧化爆发的情况下抑制NET，是抑制NET的另一种有希望的治疗方法。目前最常用的是DNAse，不能抑制NET的产生，但可以破坏NET结构。

3. IL-17和TNF均可诱导类风湿关节炎患者中性粒细胞发生NET。使用阻断这些细胞因子的特异性抗体可以减少细胞凋亡，改善临床进展。

4. MPO可能参与NET生产。阿斯利康的MPO抑制剂AZD3241，被用于多系统萎缩（NCT02388295），帕金森（NCT01603069），心功能不全（NCT03611153）等临床研究。

参考文献

1. Mariana J. Kaplan，Neutrophils in the pathogenesis and manifestations of SLE，Nat. Rev. Rheumatol. 7, 691–699 (2011）

2. Khandpur, R., Carmona-Rivera, C., Vivekanandan-Giri, A., Gizinski, A., Yalavarthi, S., Knight, J.S., et al., 2013. NETs are a source of citrullinated autoantigens and stimulate inflammatory responses in rheumatoid arthritis. Sci. Transl. Med. 5 (178), 178ra40.

3. Xavier Bosch，The Autoimmune Diseases, 6th.

4. Mithunan Ravindran，et al.Neutrophil Extracellular Trap Formation: Physiology,Pathology, and PharmacologyBiomolecules 2019, 9, 365

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