科学转化医学：为粒细胞存储和应用保驾护航新方法学术资讯

粒细胞输血 (GTX) 的临床结果因供体中性粒细胞的保质期短和功能受损而受到不利影响。自发性中性粒细胞死亡是异质的，由多种途径介导。

2021年7月28日，哈佛医学院罗鸿博及中国医学科学院/北京协和医学院共同通讯Ma Fengxia在Science Translational Medicine 在线发表题为“Targeting multiple cell death pathways extends the shelf life and preserves the function of human and mouse neutrophils for transfusion”的研究论文，该研究利用机制知识和药理学筛选，确定了一种联合治疗（半胱天冬酶-溶酶体膜透化-氧化剂-坏死性凋亡抑制加粒细胞集落刺激因子 (CLON-G)），它通过同时靶向多个细胞死亡途径来改变中性粒细胞的命运。

CLON-G 在体外将人和小鼠中性粒细胞的半衰期从不到 1 天延长到超过 5 天。CLON-G 处理的老化中性粒细胞具有与新鲜中性粒细胞相同的形态和功能，不会损害关键效应功能，包括吞噬作用、细菌杀伤、趋化性和活性氧的产生。在中性粒细胞减少症相关细菌性肺炎和全身念珠菌感染性临床相关鼠 GTX 模型中，用储存的 CLON-G 处理的 3 天龄中性粒细胞输血增强宿主防御能力，减轻引起的组织损伤，并延长存活期，与输血新鲜中性粒细胞一样有效。最后，CLON-G 治疗延长了保质期，并在免疫缺陷小鼠体内和体外均保持了单采收集的人类 GTX 产品的功能。因此，CLON-G 治疗代表了一种有效且适用的临床程序，用于输血医学中中性粒细胞的储存和应用，为提高 GTX 疗效提供了治疗策略。

中性粒细胞减少症和相关的细菌和真菌感染是接受化疗、放疗或造血细胞移植的患者最重要的剂量限制后果。如果没有及时的医疗干预，感染可能会危及生命，并且并非所有患者对抗生素治疗都有反应。另一种预防方法是粒细胞集落刺激因子 (G-CSF) 治疗。然而，这种疗法在骨髓恢复之前通常不起作用，并且与骨痛、头痛、疲劳和恶心等副作用有关。长期使用 G-CSF 也可能增加患白血病的风险。粒细胞输血 (GTX)，也称为中性粒细胞输血，是严重中性粒细胞减少症患者危及生命的细菌和真菌感染的一种治疗选择。

现在可以很容易地从接受 G-CSF 刺激的健康捐赠者那里获得大剂量的中性粒细胞。尽管如此，GTX 的临床益处仍然受到离体保质期短和粒细胞在体内快速死亡的影响。尽管当前 GTX 实践的功效存在争议，但 GTX 仍被认为在适当的临床环境中具有价值，例如当绝对中性粒细胞计数 <500 个细胞/μl 时，当有细菌或真菌感染的证据时，或在对抗菌治疗无反应的情况下，通常至少 48 小时。普遍的共识是，迫切需要进一步研究和开发旨在改善 GTX 中性粒细胞存活和功能的粒细胞生物学。

中性粒细胞死亡是一个由细胞凋亡和裂解死亡途径介导的异质过程。活性氧 (ROS) 在老化的中性粒细胞中积累，并且 ROS 诱导的磷脂酰肌醇 3,4,5-三磷酸信号失活介导中性粒细胞死亡。这些 ROS 也被证明是造成膜损伤和细胞死亡途径启动的原因。caspase-3 的切割和激活不依赖于衰老中性粒细胞中经典的 caspase-8 或 caspase-9 介导的途径，而是由胞质丝氨酸蛋白酶 PR3 介导。

裂解性中性粒细胞死亡可由 Gasdermin D (GSDMD) 介导，其被切割和激活以产生 N 末端片段 (GSDMD-NT)，从而引发膜破裂和随后的细胞焦亡。坏死性凋亡是另一种程序化的坏死形式，但其在中性粒细胞生物学中的作用鲜为人知。最近有报道称，人类中性粒细胞在暴露于粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子后发生坏死性凋亡，然后连接粘附受体，如 CD44、CD11b、CD18 或 CD15。

在这里，该研究试图通过利用这些多种中性粒细胞死亡机制和延长中性粒细胞存活而不损害其功能来提高中性粒细胞输血的功效。首先，药理学筛选揭示了一种联合治疗，通过同时靶向多种死亡途径来延迟中性粒细胞死亡。CLON-G（半胱天冬酶-LMP-氧化剂-坏死性凋亡抑制加 G-CSF）治疗改变了中性粒细胞的命运，增加了收集的中性粒细胞的离体保质期而不影响它们的体内功能，提高了 GTX 在中性粒细胞减少症的临床相关鼠模型中的功效。这些结果为中性粒细胞在输血医学中的储存和应用提供了临床策略，巩固了 CLON-G 治疗作为提高 GTX 疗效的治疗方法。

参考消息：

https://stm.sciencemag.org/content/13/604/eabb1069