综述:揭秘脓毒症治疗新方向:靶向中性粒细胞的关键作用

【字体: 时间:2025年02月15日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  为解决脓毒症高死亡率难题,研究人员开展中性粒细胞在脓毒症中作用及靶向治疗研究,发现调节中性粒细胞可改善脓毒症状况,为治疗提供新方向。

  脓毒症,这个隐藏在重症监护室中的 “夺命杀手”,始终是导致患者死亡的重要原因之一。尽管现代医学在抗菌药物和支持治疗方面不断取得进步,但针对脓毒症的特效治疗方法依旧匮乏。在人体的免疫防御体系里,中性粒细胞(Neutrophils)就像一群勇敢的 “战士”,平时它们在血液中巡逻,一旦有病菌入侵,便迅速奔赴战场,发挥强大的抗感染作用。然而,在脓毒症这场 “风暴” 中,这些 “战士” 却陷入了混乱。它们的功能失调和过度激活,不仅没能有效抵御病菌,反而引发了严重的炎症反应,对身体组织造成了极大的伤害,成为了脓毒症患者预后不良的潜在 “帮凶”。
为了深入了解脓毒症的发病机制,探寻新的治疗靶点,相关研究人员开展了一系列关于中性粒细胞在脓毒症中作用的研究。这项研究聚焦于中性粒细胞在脓毒症不同病理阶段的功能状态变化,深入探讨其参与脓毒症进展的机制,为脓毒症的治疗开辟新的方向。该研究成果对于改善脓毒症患者的治疗效果、降低死亡率具有重要的理论指导意义和潜在的临床应用价值。目前虽未提及具体期刊发表信息,但这一研究无疑为脓毒症治疗领域注入了新的活力。
在研究过程中,研究人员采用了多种技术方法。通过对患者血液样本和动物模型的观察与分析,利用细胞生物学和分子生物学技术,深入研究中性粒细胞的数量变化、凋亡情况、迁移行为以及与其他免疫细胞的相互作用等。同时,借助基因表达分析技术,探究相关基因和信号通路在脓毒症中对中性粒细胞功能的调控机制。

中性粒细胞在脓毒症中的行为变化

中性粒细胞是人体免疫系统的重要组成部分,在脓毒症发生时,其数量和功能会发生显著变化。在数量方面,当身体受到感染刺激时,骨髓会启动 “紧急造血” 程序(emergency myelopoiesis),大量生成中性粒细胞。然而,这些新产生的细胞大多是未成熟的中性粒细胞。它们的识别和吞噬病原体的能力较弱,而且变形能力差,容易在毛细血管中堆积,导致血管堵塞、组织缺氧和器官损伤。
在功能方面,正常情况下,中性粒细胞在血液中的寿命较短,随后会迁移到组织中发挥作用,最终通过凋亡(apoptosis)被清除。但在脓毒症患者体内,中性粒细胞的凋亡受到抑制,寿命明显延长。这使得它们在组织中持续存在,释放大量炎症介质,进一步加重组织损伤。

中性粒细胞的异质性在脓毒症中的表现

中性粒细胞并非单一的细胞群体,而是具有显著的异质性(heterogeneity)。在脓毒症中,这种异质性表现得更为突出。研究发现,脓毒症患者体内存在不同亚型的中性粒细胞,如低密度中性粒细胞(LDN)和 CD16highCD62Llow中性粒细胞等。这些特殊亚型的中性粒细胞具有免疫抑制功能,它们能够抑制 T 细胞的增殖和活化,降低机体的免疫防御能力,增加患者发生院内感染的风险。

中性粒细胞迁移行为的异常

中性粒细胞的迁移对于其发挥抗感染作用至关重要。正常情况下,它们能够迅速从血液中迁移到感染部位,清除病原体。然而,在脓毒症时,中性粒细胞的迁移行为出现异常。一方面,炎症刺激会导致中性粒细胞与血管内皮细胞的黏附增强,使其难以顺利迁移到感染部位;另一方面,趋化因子受体(如 CXCR2 和 CCR2)表达的改变,使得中性粒细胞的迁移方向和效率受到影响。这些异常变化导致感染部位的中性粒细胞数量不足,无法有效控制感染,同时也会使中性粒细胞在非感染部位聚集,引发炎症反应和器官损伤。

中性粒细胞的功能变化及其机制

  1. 呼吸爆发和脱颗粒:中性粒细胞可通过呼吸爆发产生大量活性氧(ROS),并通过脱颗粒释放杀菌物质来清除病原体。但在脓毒症时,过度的呼吸爆发会产生过多的 ROS,这些 ROS 会损伤线粒体和血管内皮细胞,破坏细胞内的钙稳态,最终导致组织和器官功能障碍。
  2. 中性粒细胞胞外陷阱(NETs):NETs 是中性粒细胞在受到刺激时释放的一种由 DNA、组蛋白和抗菌肽等组成的网络结构,能够捕获和杀死病原体。在脓毒症早期,NETs 有助于控制感染;但随着病情进展,NETs 的过度释放会导致血管血栓形成和组织损伤,与脓毒症的严重程度和死亡率密切相关。
  3. 自噬:自噬(autophagy)是细胞内的一种自我降解过程,有助于维持细胞内环境的稳定。在中性粒细胞中,自噬能够促进细胞的杀菌功能、调节细胞寿命,并参与 NETs 的形成。脓毒症患者的中性粒细胞自噬和 NET 形成增加,但在死亡患者中,常出现自噬紊乱和 NET 形成不足的情况。
  4. 炎症小体形成和焦亡:炎症小体(inflammasome)是一种多蛋白复合物,可激活半胱天冬酶 - 1(Caspase-1),引发焦亡(pyroptosis)。焦亡是一种与炎症相关的程序性细胞死亡方式,会导致细胞肿胀、破裂,释放大量炎症因子。在脓毒症中,炎症小体的过度激活会引发过度的炎症反应,导致器官损伤。研究发现,抑制中性粒细胞焦亡可提高脓毒症小鼠的存活率。

中性粒细胞与其他免疫细胞的相互作用

中性粒细胞在脓毒症的免疫反应中,与其他免疫细胞存在着复杂的相互作用。一方面,部分中性粒细胞具有抗原呈递功能,能够促进 T 淋巴细胞的激活;另一方面,中性粒细胞也可通过分泌免疫调节因子,如程序性死亡配体 1(PD-L1)和精氨酸酶 1 等,抑制淋巴细胞的功能,导致免疫抑制。此外,中性粒细胞还能与树突状细胞(DCs)、自然杀伤细胞(NK 细胞)和巨噬细胞等相互作用,调节它们的功能,进而影响脓毒症的发展进程。

以中性粒细胞为治疗靶点的研究现状

目前,脓毒症的免疫治疗策略主要包括抗炎治疗和免疫激活治疗。抗炎治疗在脓毒症早期可降低患者的死亡风险,而免疫激活治疗则有助于减少后期的再感染风险。由于脓毒症患者的异质性,免疫治疗需要根据患者的具体情况进行分层。以中性粒细胞为靶点的治疗方法正在不断探索中,例如,使用粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和 toll 样受体(TLR)激动剂等促进中性粒细胞和髓源性抑制细胞(MDSCs)的成熟,调节中性粒细胞的迁移相关蛋白(如 ICAM-1、β1 整合素和 CXCR2 等)的表达,以及抑制 NETs 的过度释放等,这些方法在动物实验和临床研究中均显示出一定的治疗潜力。
研究结论表明,中性粒细胞在脓毒症的发生、发展过程中扮演着极为关键的角色。其数量、功能、异质性以及与其他免疫细胞的相互作用的异常变化,共同推动了脓毒症的进展。通过调节中性粒细胞的异常激活,恢复其正常功能,有望改善脓毒症患者的病情和预后。这一研究为脓毒症的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗靶点,为开发更有效的治疗策略指明了方向。未来,需要进一步深入研究中性粒细胞在脓毒症中的复杂机制,优化以中性粒细胞为靶点的治疗方案,从而提高脓毒症的治疗水平,拯救更多患者的生命。
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