长期香烟烟雾暴露通过诱导中性粒细胞铁死亡抵抗促进NETs形成并驱动慢性阻塞性肺疾病糖皮质激素耐药

本研究针对长期吸烟COPD患者糖皮质激素耐药机制，揭示了香烟烟雾通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路诱导中性粒细胞铁死亡抵抗，促进中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成，进而驱动糖皮质激素耐药的关键病理过程。研究人员通过临床样本分析、小鼠模型构建及体外实验，证实靶向GPX4或降解NETs可恢复糖皮质激素敏感性，为COPD个体化治疗提供新靶点。

　　

慢性阻塞性肺疾病（COPD）作为全球第三大死因，困扰着约4亿患者，其中长期吸烟者常出现糖皮质激素治疗无效的临床困境。这种耐药性导致急性加重频率和死亡风险显著升高，但机制尚未明确。既往研究发现中性粒细胞浸润和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成是COPD的特征性病理改变，而NETs在哮喘模型中已被证实参与糖皮质激素耐药。然而，香烟烟雾（CS）如何通过调控中性粒细胞功能驱动COPD糖皮质激素耐药，仍是悬而未决的科学问题。

吉林大学第一医院的研究团队通过多维度研究揭示了这一机制。他们发现长期吸烟的COPD患者体内存在显著的NETs积累，且与糖皮质激素受体α（GRα）和组蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）表达呈负相关。通过构建CS暴露的COPD小鼠模型，研究人员观察到随着暴露时间延长，NETs标志物瓜氨酸化组蛋白H3（CitH3）和肽酰精氨酸脱亚胺酶4（PADI4）表达逐渐增加，同时地塞米松（Dex）治疗效果逐渐丧失。而使用NETs降解剂脱氧核糖核酸酶I（DNase I）处理可恢复Dex敏感性，证实NETs在糖皮质激素耐药中的关键作用。

研究采用临床样本分析、动物模型构建、RNA测序和基因敲除等技术手段。从COPD患者和健康人外周血分离中性粒细胞，建立CS暴露小鼠模型，通过GPX4条件性敲除（GPX4-cko）小鼠验证机制。体外实验采用香烟烟雾提取物（CSE）处理人源中性粒细胞，结合AKT抑制剂LY294002和铁死亡诱导剂RSL3进行干预。

研究结果可分为六个关键发现：

1. COPD患者中大量NETs形成与糖皮质激素耐药相关：GC耐药患者中性粒细胞CitH3表达显著升高，且与血清中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和IL-8水平正相关，与FEV1% pred负相关。
2. 长期CS暴露促进小鼠NETs形成：随着CS暴露时间延长，小鼠肺组织CitH3、PADI4表达及血清NE水平逐渐升高。
3. NETs降解恢复糖皮质激素敏感性：DNase I联合Dex治疗显著降低CitH3表达，上调HDAC2和GRα，减轻肺部炎症。
4. CSE通过铁死亡抵抗维持中性粒细胞活性：2% CSE通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路抑制ROS和脂质过氧化，上调铁蛋白（FTH1/FTL），促进细胞存活。
5. 靶向GPX4抑制NETs形成：RSL3或LY294002处理可逆转CSE诱导的PADI4上调，恢复Dex对HDAC2的激活作用。
6. 中性粒细胞特异性GPX4敲除缓解糖皮质激素耐药：GPX4-cko小鼠中CS诱导的NETs形成减少，Dex治疗后肺组织GRα和HDAC2表达显著恢复。

这项发表于《Research》的研究首次阐明CS通过Nrf2/SLC7A11/GPX4轴诱导中性粒细胞铁死亡抵抗，进而促进"存活型"NETosis（vital NETosis）的分子机制。该发现不仅解释了长期吸烟COPD患者糖皮质激素耐药的成因，更提出靶向GPX4或NETs降解的创新治疗策略。值得注意的是，研究团队建议将血清NE作为临床评估糖皮质激素耐药的生物标志物，为COPD精准分型提供依据。从转化医学角度看，该研究为开发针对GPX4的小分子抑制剂或DNase I吸入制剂奠定了理论基础，有望改善GOLD C/D组患者的治疗困境。

研究也存在一定局限性，如Liperfluo染色对脂质过氧化的检测可能受髓过氧化物酶（MPO）产生的次氯酸干扰。未来研究可通过质谱等技术直接检测特定脂质过氧化物，或构建中性粒细胞特异性Keap1敲除小鼠进一步验证Nrf2的作用。这些发现为COPD及其他中性粒细胞相关炎症疾病的治疗开辟了新途径。