哮喘+慢性阻塞性肺疾病（COPD）共存特征中的中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）：机制、实验模型与治疗靶向

《Cells》：Neutrophil Extracellular Traps at the Asthma + COPD Interface: Mechanisms, Experimental Models, and Therapeutic Targeting

哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）是病理生理机制不同的两种慢性气道疾病，但二者可共存，并共享临床、功能、炎症和结构特征。用于描述这种共存的历史术语已从单一重叠综合征的概念转向基于特征的框架，强调共存的临床、功能、炎症和结构特征，而非均一疾病实体。在此背景下，中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）正成为过敏性气道炎症、香烟烟雾损伤、中性粒细胞活化、黏液阻塞和组织重塑之间的潜在机制联系。将过敏原暴露与香烟烟雾、脂多糖（LPS）、感染或弹性蛋白酶相结合的动物模型，为解析哮喘-COPD界面的特定组分提供了有用平台。本综述探讨NET生物学，主要关注可再现哮喘和COPD重叠特征的动物模型，强调上皮损伤、氧化应激、蛋白酶活性、中性粒细胞炎症和炎性细胞因子网络如何汇聚以促进NET形成。NETs由细胞外脱氧核糖核酸（DNA）、瓜氨酸化组蛋白H₃、髓过氧化物酶（MPO）、中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和颗粒蛋白组成，可能放大黏液黏度、上皮损伤、先天免疫激活、气道重塑、肺气肿样损伤和持续性气流受限。靶向该轴的策略包括脱氧核糖核酸酶I（DNase I）、肽酰精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）抑制、中性粒细胞弹性蛋白酶和髓过氧化物酶阻断、抗氧化方法、C-X-C基序趋化因子受体2（CXCR2）调节以及白细胞介素-17（IL-17）抑制。这些干预措施作用于中性粒细胞募集、NET形成、NET持续存在或NET介导的组织损伤的不同阶段。对这些模型的严格解读需要精确术语、多参数NET检测，并整合肺力学、组织学、炎症谱和结构结局。靶向NETs可能有助于将临床前研究从宽泛的重叠标签转向针对哮喘和COPD共存特征的机制驱动治疗策略。

1. Introduction
哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）是常见慢性呼吸疾病，以气流受限和气道炎症为特征，但主要病理生理机制和临床表现不同。部分患者可同时呈现两种疾病的临床、功能、炎症和结构特征，给疾病分型与管理带来挑战。
1.1. Historical Evolution of the Concept of Asthma-COPD Overlap
过去六十余年，哮喘与COPD关系在共同起源与诊断分离间摆动。Dutch Hypothesis提出哮喘、慢性支气管炎和肺气肿可能为共同易感性的不同表达；British Hypothesis强调吸烟、黏液高分泌、感染和肺功能进行性下降，将二者视为不同疾病。长期以来研究排除重叠患者。2000年代初重新关注，术语从ACOS到ACO，西班牙共识提出混合COPD-哮喘表型。问题在于“syndrome”暗示单一实体，但ACOS/ACO患者生物学多样。近期指南转向基于共存特征而非单一诊断实体。
1.2. ACO: A New Disease, a Syndrome, or a Cluster of Coexisting Traits?
ACO核心争议在于命名对象：新疾病、综合征、临床表型还是共存特征。无普遍接受诊断定义，入组标准差异大，患病率估计不一。ACO不是单一机制状态，而是临床伞，包含多种表型。GOLD不再将其视为独立综合征，强调哮喘和COPD可共存并共享特征；GINA强调识别哮喘特征以指导含ICS治疗。遗传易感性增加异质性，共享遗传决定因素包括TSLP、IL17RD、HLA-DQB1；COPD中IL1B、CXCL2、CXCL3、PTGS2、SOD2、TNFAIP3与中性粒细胞炎症相关。基于特征框架更符合可治疗特征和精准医学。
1.3. Current Terminological Standardization
本综述中ACO仅用于历史语境或明确采用该标签的研究；机制和实验讨论采用“具有哮喘和COPD重叠特征的动物模型”。GOLD和GINA不再将ACO视为独立综合征，强调哮喘和COPD可共存并共享特征。2026 GINA以“哮喘+COPD”描述同时具有两种疾病特征者，推荐按哮喘治疗，使用含ICS方案，反对无ICS的LABA和/或LAMA。GOLD 2026类似。ARIA提供互补视角，强调上下气道炎症联系及小气道参与。
1.4. Pathophysiological Rationale for the Asthma + COPD Association
哮喘与COPD在炎症十字路口相遇但路径不同。哮喘典型可变气流受限、气道高反应、黏液过度和2型免疫；严重哮喘可表现2型低或中性粒细胞表型，涉及IL-17、上皮损伤、炎症小体和激素不敏感。COPD由烟雾、生物质、职业颗粒、空气污染或感染损伤上皮，氧化应激、巨噬细胞活化、中性粒细胞流入、蛋白酶-抗蛋白酶失衡、黏液高分泌、小气道重塑和肺泡壁破坏。细胞包括上皮、肺泡巨噬细胞、中性粒细胞、CD8⁺ T细胞、成纤维细胞和内皮细胞。2型标志物包括IL-4、IL-5、IL-13、血/痰嗜酸粒细胞、FeNO和IgE；中性粒细胞相关包括IL-1β、IL-6、IL-8/CXCL8、TNF-α和IL-17。重叠是疾病程序碰撞。OVA、HDM、烟雾、弹性蛋白酶、LPS和感染模型再现不同特征。较新重叠模型如HDM+烟雾、OVA+LPS+烟雾、OVA+PPE/木瓜蛋白酶、HDM+弹性蛋白酶显示混合炎症、AHR、纤维化和肺气肿，CD131阻断减少损伤。NETs在此炎症景观中成为潜在放大轴。
1.5. Animal Models as Tools to Study Overlapping Asthma and COPD Features
动物模型对因果问题不可替代，但不能复制人类哮喘、COPD或哮喘+COPD全部异质性，因此不宜称“ACO模型”。更严谨策略是模拟定义组分：过敏性气道炎症、烟雾暴露、嗜酸粒细胞、中性粒细胞炎症、黏液高分泌、上皮损伤、氧化应激、气道重塑、肺气肿和持续气流受限。经典OVA/HDM模型复制过敏性气道病，但多急性/亚急性、偏2型，难捕捉固定气流受限、肺气肿和中性粒细胞丰富生物学。COPD模型包括慢性烟雾、弹性蛋白酶、LPS、细菌、病毒、颗粒物和臭氧。组合模型最有信息：OVA/HDM+烟雾、过敏原+LPS±烟雾、过敏原+弹性蛋白酶。具体研究中，HDM+烟雾加重过敏、增加BALF中性粒细胞、破坏ZO-1和occludin；OVA+LPS+烟雾呈广泛炎症转录；OVA+PPE/木瓜蛋白酶再现哮喘样和COPD样特征。Camargo等用OVA+PPE，抗IL-17降低呼吸系统阻力、弹性、气道阻力、组织力学异常和BALF炎症细胞。2025 HDM+弹性蛋白酶模型显示AHR、肺气肿、混合粒细胞炎症、单核衍生巨噬细胞、中性粒细胞和嗜酸粒细胞增加，Mmp12、Il5、Il13表达升高，CD131阻断减少炎症、AHR、纤维化和肺气肿。小鼠模型有物种、生理和时间尺度局限。
1.6. NETs as a Common Mechanistic Axis
NETs是结构化细胞外支架，由解聚染色质、组蛋白、MPO、NE和颗粒蛋白组成，最早被描述为抗菌机制，但过度形成或清除不足时可造成组织损伤。胞外诱捕网不限于中性粒细胞，嗜酸粒细胞可释放EETs，与严重哮喘相关；其他免疫细胞也可形成，但不应统称NETs。NET形成可由微生物产物、免疫复合物、晶体、细胞因子、氧化应激、LPS等触发；NADPH氧化酶来源ROS、NE、MPO和PAD4依赖的组蛋白瓜氨酸化参与，自噬和mTOR-自噬通路可能调节，但存在PAD4依赖/非依赖、ROS依赖/非依赖、线粒体DNA和vital NET等异质性。检测应多参数：细胞外DNA、MPO-DNA、NE-DNA、citH3、NE、MPO及免疫荧光/共聚焦显示细胞外DNA与中性粒细胞蛋白共定位。哮喘中NETs与严重或中性粒细胞疾病相关，CXCR4^高中性粒细胞可触发过敏性哮喘，严重哮喘有细胞外DNA、NET信号和炎症小体激活；NETs可促肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化、CTGF和胶原增加，IL-17A相关NETs促预纤维化、CCN2、迁移和胶原释放。COPD中NET证据较强，稳定和急性加重患者气道可检测NETs，与气流受限、中性粒细胞炎症和疾病严重度相关；痰NET复合物与更严重COPD、低肺功能、微生物多样性和吞噬受损相关，病毒感染加重可放大NETs。
1.7. Why NETs Matter in Asthma + COPD Models
本领域关注NETs和NET阻断策略有三点理由。概念上，临床术语已转向基于特征描述，但实验文献仍常使用宽泛ACO标签。方法上，组合模型不可互换，过敏原+烟雾、过敏原+LPS、过敏原+弹性蛋白酶等产生不同炎症结构，应明确各模型复制何种特征。机制上，NETs位于哮喘样和COPD样病理交叉点，连接中性粒细胞募集、氧化应激、感染/LPS、烟雾、蛋白酶、上皮损伤和重塑。NET靶向干预可作用于不同层面：CXCR2或IL-17相关趋化网络减少中性粒细胞募集；ROS、MPO、NE和PAD4依赖瓜氨酸化干扰NET形成；DNase I降解细胞外DNA和NET支架；PAD4抑制如GSK484可研究PAD4依赖NET形成。DNase和纳米材料平台仍为实验性，不应视为已确立疗法。本综述目标是批判性检查NETs在重叠特征动物模型中的作用，关注模型设计、炎症表型、NET检测和治疗阻断。
2. Clinical Implications
2.1. NETs and NET-Associated Components as Biomarkers of Disease Activity
研究NETs的临床价值在于精准分层而非重新标记。ACO标签过宽，不能单独指导治疗。NET相关标志物如细胞外DNA、MPO-DNA、NE-DNA、citH3、NE和相关蛋白酶特征可能识别中性粒细胞炎症机制活跃者。NETs可能解释部分患者标准治疗下仍症状持续，因细胞外DNA和蛋白酶丰富NET结构增加黏液黏度、损伤上皮屏障、维持先天免疫激活，并可能参与激素不敏感。未来不是单一抗NET治疗，而是分层干预；NET标志物可纳入包括血/痰嗜酸粒细胞、中性粒细胞、FeNO、IgE、加重史、微生物组、影像、黏液负荷和肺功能的炎症面板。
2.2. NETs as Potential Therapeutic Targets
治疗上，2型炎症主导者可用ICS或靶向IL-5、IL-4Rα、IgE或上皮警报素的生物制剂。中性粒细胞丰富、NET高疾病可考虑减少中性粒细胞募集、控制感染、抗氧化、抑制NE或MPO、DNase调节黏液或阻断IL-17/CXCR2。但NET阻断并非良性：NETs参与抗菌和抗真菌宿主防御；DNase可能不中和组蛋白、弹性蛋白酶或MPO；PAD4抑制可能仅影响部分NET形成通路；NE抑制可能改变抗菌反应。临床转化需仔细表型、感染监测和超越症状评分的终点。
3. Future Perspectives
在重叠特征动物模型中研究NETs有助于摆脱ACO标签的概念陷阱。最有信息系统不是声称完整复制ACO，而是分离可处理特征。NETs位于危险交叉点，烟雾氧化应激、感染/LPS、IL-17驱动中性粒细胞增多、蛋白酶、黏液阻塞、上皮损伤和重塑汇聚于中性粒细胞活化；释放的细胞外DNA、citH3、MPO、NE、组蛋白和颗粒蛋白可增稠分泌物、损伤上皮、激活先天免疫并维持炎症环路。领域需要规范：细胞外DNA单独不能证明NET形成，应结合MPO-DNA、NE-DNA、citH3和影像共定位。模型选择需精确，HDM+烟雾、OVA+烟雾、过敏原+LPS和过敏原+弹性蛋白酶各代表不同片段。治疗研究需精确比较DNase I、PAD4抑制剂、NE抑制剂、MPO抑制剂、抗氧化、抗CXCR2和IL-17阻断，并整合肺力学和结构结局。未解决问题包括NETs是否为重塑和肺气肿样损伤的主动驱动因素、是否解释混合哮喘+COPD模型激素不敏感、IL-17与NET形成的上下游关系、DNase能否减少黏液阻塞而不损害抗菌防御、烟雾或感染驱动肺损伤中PAD4非依赖通路是否占主导。下一代模型应慢性、分层并接近人类轨迹，纳入性别和时间，整合肺力学、组织学、BALF细胞学、单细胞、空间成像、微生物组和NET特异检测。
4. Conclusions
NETs不应被视为哮喘+COPD的普遍解释，现有证据支持其作为重叠特征中明确且潜在可靶向的炎症轴，受中性粒细胞炎症、上皮损伤、氧化应激、蛋白酶活性、黏液异常和组织重塑塑造。围绕定义特征而非诊断标签组织实验模型，对确定NETs是中性粒细胞丰富炎症的生物标志物还是可在哮喘-COPD界面靶向的机制放大器至关重要。