在人体众多的免疫细胞中，中性粒细胞发挥了重要的作用。中性粒细胞占血液白细胞的60%，是人体主要的免疫细胞，在抵抗病原中处于一线位置。中性粒细胞是一种寿命短而快速更新的细胞，大量中性粒细胞常驻于肺部，参与肺部的免疫反应。目前的研究显示，中性粒细胞在对抗病毒感染中也发挥了重要作用，但另一方面，中性粒细胞在免疫损伤及急性肺损伤的发展中也起到了作用。最近研究发现，中性粒细胞的活化以及中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular traps，NETs）的生成在新型冠状病毒感染（COVID-19）的发病及进展中起到了关键作用，对其作用与机制的认识有助于进一步揭示COVID-19的复杂发病机制，为其治疗提供新的思路与靶点。

1 NETs的发现及其作用

NETs最早发现于1996年^[1]，中性粒细胞通过释放NETs以强化其抗菌特性。NETs主要成分为胞外染色质，另有组蛋白以及多种颗粒状蛋白质^[2]，其作为先天免疫的重要组成部分，可能发挥有益或有害的作用^[3]。中性粒细胞在接触刺激物（细菌、真菌、病毒、炎症因子等）后活化，并通过PKC-Raf/MERK/ERK→NADPH氧化酶（NOX）→MPO/NE/PAD4通路激活PAD4，PAD4又通过催化组蛋白的瓜氨酸化促进染色质脱缩，另一方面，活性氧（ROS）通过分解核膜，促进NETs通过核孔释放出细胞核。最终，随着细胞裂解，丝氨酸化的组蛋白（citH3）、DNA以及其他胞内颗粒状蛋白质共同形成NETs4。NETs呈网状结构，可以通过捕获病原后直接通过细胞毒作用杀伤病原体，或促进其他中性粒细胞及噬菌细胞吞噬病原体，进而保护机体^[5-6]。有学者据此提出了NETosis，将其定义为在中性粒细胞凋亡过程中形成NETs的过程^[3]。

因其释放的物质具有非选择性，NETs是一把双刃剑。一方面，其具有杀菌活性，是人体固有免疫的重要组成部分，而另一方面，NETs也可能导致失控的炎症反应（包括直接细胞损伤、其他促炎细胞/炎症介质募集、自身抗体形成等）^[7-8]。研究显示，在恶性肿瘤患者中，NETs可以通过捕获肿瘤细胞加重病情^[9]；在糖尿病患者中，NETs会导致伤口延迟愈合^[10]；NETs还能与血小板反应生成HMGB1，进而促进血栓的形成^[11]。

2 中性粒细胞胞外陷阱在COVID-19中的研究

COVID-19是由SARS-CoV-2引起的全球广泛流行的传染病，其可出现各种靶器官损伤。其中，ALI和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是最严重的肺部表现，而常见的肺外表现包括急性心肌损伤、神经系统病变、胰腺损伤、急性肾损伤以及血栓形成。SARS-CoV-2病毒通过识别血管紧张素转化酶2（ACE2，广泛分布于身体各种细胞，尤其是肺泡细胞Ⅱ、近端肾小管、免疫细胞、小肠）来攻击人体细胞。SARS-CoV-2与ACE2的结合常常导致血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的丰度提升^[13]。

COVID-19患者中常见淋巴细胞显著减少，而中性粒细胞则显著升高，中性-淋巴比是COVID-19严重度的独立危险因素^[14]。在COVID-19患者尸检中，可以见到大量中性粒细胞浸润（表现为中性粒细胞性黏膜炎、急性毛细血管炎、纤维蛋白沉积伴中性粒细胞外渗）^[15]。有研究显示，ALI/ARDS的进展与NETs的形成相关。SARS-CoV-2跟其他病毒一样，可以通过直接及间接手段激活NETs及NETosis，NETs激活IL-1β，而IL-1 β又进一步激活NETs，形成正循环^[16]。NETs还可以激活巨噬细胞形成类似NETs的METs^[17]，NETs对血管内皮及肺泡上皮细胞具有极强的毒性，且NETs可以进一步促进促炎因子的释放，可能导致失控的炎症风暴，进而导致ALI/ARDS^[18]。有回顾性研究显示，中性粒细胞的活化、NETs的生成与ALI以及高肺部CT评分相关^[19]。

有大量研究显示，严重SARS-CoV-2感染与血栓形成相关，在大量COVID-19患者中观察到了血栓形成，这可能与微血管损伤、血管内皮功能障碍相关^[20]。有研究显示，血浆内高水平的NETs与小鼠静脉血栓形成相关^[21]，这可能提示NETs在COVID-19患者血栓形成过程也发挥了重要作用。在炎症反应中，血小板细胞膜上活化的TLR4可以促进中性粒细胞释放NETs，而NETs通过P-selectin激活血小板，进而促进血栓形成^[22]。在严重SARS-CoV-2感染中，失控的血小板过度活化可导致病理性血栓形成，尤其在肺脏及肾脏的微循环中，常导致ALI及AKI^[23-24]。另有研究显示，SARS-CoV-2感染诱导的补体激活，主要是C3，也可以诱导血栓的形成^[25-26]。其他NETs激活凝血的通路还包括血小板磷脂激活激肽系统^[27]、减低凝血酶Ⅲ活性^[28]、炎症因子激活内外源性凝血途径^[29]等。

COVID-19患者的合并症与NETs密切相关。在合并糖尿病的COVID-19患者中，高血糖促进中性粒细胞形成NETs，也促进中性粒细胞合成钙结合蛋白S100 A8/A9，进而促进血栓形成^[30]；另一方面，在合并心血管病（如高血压、冠心病、急性心肌损伤）的COVID-19患者中，SARS-CoV-2导致ACE2下调，进而促进NETs的形成，最终诱导内皮细胞损伤、血栓形成以及肺动脉压力上升^[31]；在肥胖患者中，脂肪组织的炎症细胞浸润导致NETs的过度活化，从而加重病情^[32]。

3 NETs抑制剂在COVID-19中的应用

内源性NETs抑制剂，如nNIF，通过抑制NETs形成过程中的关键因子来抑制NETs的生成。nNIF在胎儿循环系统中广泛存在，负责介导出生前后的免疫耐受^[33]，有研究显示nNIF可以减轻RSV诱导的NETs生成^[34]。前列腺素（PGs）是一类COX催化生成的花生四烯酸，其也可以抑制NETs；研究显示，PGE2可以通过cAMP抑制NETosis和NETs^[35]，COX2的过度表达与NETs减少、免疫抑制相关。血栓调节蛋白（thrombomodolin）主要表达在血管内皮细胞，其与凝血酶组成的复合物可激活蛋白激酶C，而蛋白激酶C在抗凝中起重要作用^[36]。研究显示，人重组血栓调节蛋白（rhTM）抑制NETs及NETosis^[37]。活化蛋白C（APC）是一种丝氨酸蛋白酶，其可抑制组蛋白的释放以及NETs的聚集^[38]，有基础研究显示，APC可以通过抑制NETs保护SARS-CoV-2介导的内皮损伤以及血小板凝集^[39]。HMGB1是一种血小板生成的内源性蛋白，通过cGMP介导NETs及NETosis的活化^[40]，抗HMGB1抗体可能作为COVID-19治疗的潜在靶点^[41]。C1酯酶抑制剂（CIE-INH）是一种C1的抑制剂，可以起到抑制NETs以及NETosis的作用^[42]，有个案显示，COVID-19患者在应用CIE-INH后快速好转^[43]。肝素也是一种NETs抑制剂^[44]，肝素治疗在重症COVID-19患者治疗中可发挥一定作用，但NETs在该过程中所发挥的作用仍需进一步讨论^[45]。DNA酶可以通过裂解DNA抑制NETs，重组人DNA酶（rhDNAase）已经被证实可用于治疗严重脓毒血症^[46]。

除了上述内源性NETs抑制剂外，研究也发现了一些外源性NETs抑制剂。大环内酯类抗生素已被证实可以通过抑制NETs起到抑炎作用^[47]，多西环素也可起到类似作用^[13]。阿司匹林是一种广泛应用的抗血小板药物，而血小板的活化在NETs形成中发挥了重要作用^[48]，研究显示，阿司匹林具有抑制NETs的生物活性^[49]，已经有小规模临床研究显示阿斯匹林可改善COVID-19患者的预后^[50]。Sivelestat，一种NEase抑制剂^[51]，在临床前研究中显示出治疗ARDS的价值^[52]。氯胺是蛋白精氨酸脱亚胺酶（PAD）抑制剂，而PAD在NETs合成以及免疫调节中发挥作用^[53]。另外，在环孢素A^[54]、DPI^[55]、二甲双胍^[56]、羟氯喹^[57]、乙酰半胱氨酸^[58]、维生素D^[59]等药物中也发现了NETs抑制活性。

4 问题与展望

综上所述，中性粒细胞的活化以及NETs的生成在COVID-19的发病及进展中起到了关键作用，已经有少量的临床研究以该通路作为靶点进行探索。但另一方面，目前针对NETs的研究仍然极其有限，NETs的产生、进展以及消退仍有大量机制尚未被阐明。尽管很多研究认为，NETs的过度富集会诱导炎症风暴以及血栓形成，从而对机体造成免疫损伤，但另有研究显示，在小鼠痛风模型中，NETs的富集可以通过减少炎症因子的生成，进而减轻炎症反应^[60]。

虽然目前已经发现了部分NETs抑制剂，也在其他多种药物中发现了抗NETs的活性，但针对此类药物的临床研究仍然极少，目前仅有少部分的研究探索了NETs抑制剂在体外实验以及动物模型中的应用，更进一步的临床试验寥寥无几，且目前无相关药物的大规模临床研究。此外，此类研究所应用的药物存在多重机制，其针对NETs的抑制效果在治疗中所起的作用仍未可知。

在NETs以及NETosis发现近30年来，我们对该通路的理解逐渐深入，其在免疫反应中所发挥的作用也逐渐为人所了解，但仍有很多机制尚未被阐明，而针对该通路的药物则寥寥无几，未来仍需要进一步深入的研究。

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