?

白介素-35與支氣管哮喘的相關性研究進展①

扶紅根雷后興

(溫州醫(yī)科大學附屬第六醫(yī)院 浙江省麗水市人民醫(yī)院兒科，麗水323000)

①本文為浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目(2014KYB317)。

支氣管哮喘是多種炎性細胞和炎癥因子相互作用而形成的慢性呼吸道炎癥性疾病，以嗜酸性粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞、中性粒細胞、氣道上皮細胞等通過釋放炎癥因子和細胞因子為主，其確切的發(fā)病機制尚不明確。有學者認為，在哮喘發(fā)病中免疫機制起著重要作用，主要與Th1/Th2平衡的破壞，Tregs、Th17/IL-17等的異常有關。多項研究表明，近年發(fā)現(xiàn)的白介素12家族新成員IL-35具有增強Treg細胞的介導及抑制Th17/IL-17的分化的能力，能有效抑制機體過度的免疫反應，可能參與哮喘的發(fā)病過程[1-5]。本文就IL-35及其在支氣管哮喘發(fā)病中的作用研究進展作一綜述。

1IL-35結構、生物活性

1.1IL-35及其信號轉導1997年，Devergne等[6]在研究EB病毒誘導基因3(EBI 3)與IL-12 p40亞基的時候發(fā)現(xiàn)，EB病毒在細胞內質網中的表達與某種分子伴侶有關，通過細胞裂解產物及培養(yǎng)基共同免疫沉淀轉染實驗發(fā)現(xiàn)EBI 3與p35能相互促進，是新型異源二聚體，通過細胞過度免疫沉淀檢測到50%以上的p35與EBI 3系共表達，證實了兩者的高相關性。2007年，里約熱內盧舉行的第13屆免疫學國際會議上，提議將EBI 3-p35異源二聚體命名為IL-35，與IL-12、IL-23、IL-27等共同歸屬于IL-12細胞因子家族。

IL-12細胞因子家族的共同特點是這些細胞因子均是由α鏈(p19 IL-23A編碼，p28 IL-27編碼，p35 IL-12A編碼)和β鏈(p40 IL-12B編碼，EBI 3 EBI-3編碼)組成的異二聚體。IL-35是由IL-12α鏈p35和IL-27β鏈EBI 3通過共價結合的異源二聚體，p35的表達有10個蛋氨基酸和7個半胱氨基酸殘基。IL-12細胞因子家族不僅結構類似，且受體及信號轉導也有共享現(xiàn)象。IL-12R(IL-12 receptor，IL-12R)，由IL-12Rβ1和IL-12Rβ2組成，通過 JAK2、TYK2誘導IFN-gene結合轉錄激活因子STAT4(the Signal Transducer and Activator of Transcription，STAT)。IL-23R由獨特的IL-23R亞單位及共享IL-12Rβ1組成。IL-27R由IL-27Rα亞單位(又稱WSX-1)及gp130組成，通過配體結合STAT1和STAT3。IL-35R由IL-12Rβ2和gp130組成異源二聚體，在T細胞作用中通過結合STAT1、STAT4或分別結合兩者形成一個獨特的二聚體而結合到p35和EBI 3基因區(qū)域而作用[7，8]。Wang等[9]研究證實，在T細胞作用中，IL-35也可同STAT1、STAT4那樣結合于STAT3發(fā)揮作用。IL-35可通過IL-12Rβ2和IL-27Rα組成的異源二聚體受體結合STAT1和STAT3作用于B細胞。因此有學者對作用于B細胞的IL-35R提出了新的猜想，但沒有進一步探究作用于T細胞及B細胞的IL-35R有何不同。目前對IL-35的研究尚處于起步階段，IL-35R及其信號轉導的確切通路仍待進一步研究。

1.2IL-35表達及生物活性IL-35雖屬于IL-12細胞因子家族，但有不同于其他炎癥因子的特征，IL-12、IL-23、IL-27主要由樹突狀細胞、巨噬細胞、單核細胞等被抗原提呈細胞激活后而產生。Collison等[10]通過小鼠實驗，初步證明IL-35主要由Tregs分泌，在隨后的實驗中進一步發(fā)現(xiàn)IL-35在靜息和活化的細胞中則不表達。根據Tregs產生的機制不同，分為天然型(主要產生于胸腺，以CD4+CD25+Foxp3+為表型)和誘導型(主要是由成熟T細胞誘導而成，是Foxp3+非依賴型)兩種亞型，有學者發(fā)現(xiàn)IL-35在人類與小鼠中的表達有差別，小鼠體內Foxp3+Tregs，可持續(xù)表達具有活性的IL-35[6,10]，而人類的Foxp3+Tregs，可受趨化因子表達受體CCR6， CXCR3， CCR4和CCR10的影響，可組成型表達IL-35[11，12]。近年的研究表明，IL-35除表達于Tregs外，還表達于樹突狀細胞、上皮細胞、內皮細胞及主動脈平滑肌細胞[7,13]。

IL-12家族中各種因子的作用也不一樣，IL-12可誘導產生的IFN-γ的，促進Th1細胞的分化，拮抗IL-4的分泌，并阻止Th2型細胞反應，它可以抑制Th2細胞介導的疾病，如過敏性疾病、哮喘[14]；IL-23與IL-12類似，同樣促進Th1應答和分化，還可作用于Th17細胞，同樣可參與過敏性疾病及哮喘的發(fā)病[15]；IL-27可以下調T輔助細胞的應答，抑制Th2細胞驅動的感染，和Th17細胞的分化，參與過敏性疾病[16]。IL-12、IL-23、IL-27主要是促炎因子。目前的研究表明，IL-35是抑炎因子，且參與并介導多臟器病變的發(fā)病機制，如特發(fā)性多發(fā)性硬化、動脈粥樣硬化、克羅恩、紅細胞增多癥、胰腺癌等[17-21]。Tregs對調節(jié)免疫耐受是必不可少的，同時IL-35能有效增強Treg細胞亞群的功能。Chaturvedi等[1]通過觀察活化的人Tregs細胞與普通的T細胞(TCONV)，發(fā)現(xiàn)人Tregs的表達及IL-35發(fā)揮它的“抑炎能力”，是在EBI 3和IL-12A的大幅上升級基礎上。Collison等[2]通過建立EBI3(-)和p35(-)的Tregs(即缺少IL-35 Tregs)的小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)IL-35的表達缺失，Tregs的抑制功能減弱。Collison等還發(fā)現(xiàn)IL-35能誘導的CD4 +效應T細胞轉化為Tregs，且能反過來表達IL-35，卻缺乏的Foxp3、TGF-β和IL-10的表達[3]。因此，推測IL-35可增強Tregs介導免疫耐受。多項研究表明IL-35還能抑制Thl7/IL-17細胞的增殖分化并下調促炎因子的表達(如IL-10)發(fā)揮免疫介導作用[4,5]。

2IL-35在哮喘中的作用機制

越來越多的研究證實支氣管哮喘是一種慢性非特異性氣道炎癥性疾病，其病程的始終由多種炎癥細胞和炎癥介質參與，經典的免疫機制是Th1/Th2失衡，且反應傾向于Th2應答，因此國內外大部分的研究及治療是設法使Th2向Th1轉化[22,23]，但用這種方法，受影響的炎癥因子較多，有時候反而加重病情。已有研究表明IL-9、IL-17、IL-22、IL-25、IL-33等作為炎癥因子介導哮喘的免疫發(fā)病機制[24,25]。哮喘作為慢性炎癥性疾病，可從抑制炎癥入手，找尋負向的炎癥細胞或炎癥因子，可從根本上抑制炎癥，而抑制哮喘的進展。近年研究表明，作為新發(fā)現(xiàn)的炎癥因子IL-35也參與哮喘的免疫發(fā)病機制。

2.1IL-35與Tregs的相互作用IL-35自1997年發(fā)現(xiàn)后，就有研究表明且IL-35與Tregs有著密不可分的作用，但其具體的免疫介導機制仍需進一步的研究。有研究證實Treg細胞能分泌IL-35，而IL-35能增強Treg細胞的介導能力[3,4,13]。

Park等[26]通過反復低劑量γ射線照射增強Foxp3+-Treg細胞減弱卵清蛋白(Ovalbu min，OVA)誘發(fā)過敏性哮喘小鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn)，小鼠支氣管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar Lavage Fluid，BALF)Tregs增加的同時，IL-10、IL-2、IL-35的分泌增加，Treg細胞表達Foxp3+也增加了，而Foxp3+能增強Treg細胞的遷移，并對減少氣道炎癥及氣道重塑氣道一定的作用，Treg細胞可通過抑制CCL2/CCK2而抑制肥大細胞向肺組織的遷移，也可通過OX40/OX40L而抑制肥大細胞的作用。該結果顯示，反復低劑量γ射線照射可使Foxp3+及Treg細胞增加，而降低OVA誘導的過敏性氣道炎癥及組織重塑。Moldaver等[27]通過OVA誘導的致敏小鼠實驗中，發(fā)現(xiàn)IL-35參與過敏性疾病。Gregory 等[28]證實IL-35可通過誘導輔助刺激因子(Inducible Costimulator，ICOS)陽性的Treg細胞產生，并能有效衰減有特異性塵螨變應原小鼠的CD4+記憶性/效應Th2細胞介導的氣道炎癥，且IL-35與氣道高反應AHR(Airway hyper-responsiveness，AHR )有著獨立關系。Ma等[29]也證實Tregs在控制氣道的高反應性時，IL-35是必需的。同時發(fā)現(xiàn)IL-35水平與IL-4呈負相關，與IFN-γ呈正相關，IL-4與IFN-γ均屬于Th1型，這結論與哮喘中Th1/Th2相關氣道反應預測一致。另外Huang等[30]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠肺部給予PVAX-IL-35刺激后可有效下調Blot5(塵螨變應原的限制位點)特異性過敏性氣道炎癥，而且肌注PVAX-IL-35能夠長效抑制循環(huán)中Blot5特異性及IgE。該研究結果表明，IL-35可能是一個潛在的過敏性哮喘的治療靶向，通過其抑制CD4+記憶性/效應Th2細胞介導的過敏原特異性氣道炎癥。

近年國內也有許多臨床實驗證實IL-35參與哮喘的發(fā)病機制，實驗收集哮喘患者及健康者的外周血清，發(fā)現(xiàn)兩者血清中均能檢測IL-35，但哮喘患者血清IL-35明顯降低，且隨著病情的逐步控制，其水平與健康者相當，且哮喘病情越重者其IL-35水平越低[31,32]。

鑒于以上可證實IL-35是Tregs發(fā)揮其免疫抑制必不可少的分子，且Tregs能通過IL-35發(fā)揮免疫抑制效應T細胞的作用，兩者均參與氣道高反應，未來IL-35能否成為操控Tregs免疫治療哮喘的關鍵靶點，有待深究。

2.2IL-35與Th17/IL-17相互作用Th0細胞除了能選擇性分化為Th1細胞、Th2細胞，還能在IL-6和IL-23的刺激下分化成一種新型的Th細胞——Th17細胞。而IL-17正是由這種新型的Th17細胞亞群特異性產生，IL-17是一個N末端信號肽含有155個氨基酸的糖蛋白，由二硫鍵連接的同源二聚體組成。在人類和小鼠中至少存在6個IL-17家族成員的配體(IL-17A～F)和5個受體(IL-17RA～E),研究證實IL-17具有強有效的促炎作用[33]，IL-17可以通過促進釋放前炎癥細胞因子來放大炎癥反應，具有強大的招募中性粒細胞的作用，可促進IL-6、IL-8、粒細胞集落刺激因子以及前列腺素E2等細胞因子釋放，促進大量黏液分泌，增加氣道高反應性。Th17細胞在自身免疫中起重要的作用。經典的小鼠致敏的哮喘模型傾向于Th2型反應所介導。近些年漸發(fā)現(xiàn)Th17/IL-17參與許多慢性炎癥、自身免疫性疾病[34-36]，且發(fā)現(xiàn)也參與過敏性疾病，介導炎癥反應[37]。

Gregory等[28]通過OVA及脂多糖(LPS)致敏的小鼠建立IL-17依賴型的AHR，經過多次致敏原刺激后發(fā)現(xiàn)，小鼠氣道內的IL-17分泌減少，AHR下降，而Th17細胞水平仍然很高，AHR的下降需要消耗大量的Foxp3+-Treg和ICOS，且其變化是可逆的。該研究結果提示，可通過ICOS陽性的Foxp3+-Treg產生的IL-35逆轉IL-17依賴型的氣道高反應。這為哮喘的進一步研究提供了價值。

Liu等[38]通過EBI 3缺陷C57BL6小鼠研究實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)時發(fā)現(xiàn)，Th17和Th1在中樞神經系統(tǒng)中的應答著增加，使IL-2和IL-17的外周淋巴中的分泌增加而促進疾病進展。而EBI 3是IL-35的結構成分，可說明IL-35缺乏，Th17/IL-17能加快自身免疫性疾病的進展，既IL-35對Th17/IL-17具有抑制作用。

Th17細胞作為促炎細胞參與哮喘及自身免疫性疾病，而Treg細胞具有明顯的抑炎作用。Collison等[10]研究發(fā)現(xiàn)Foxp3是Treg細胞轉錄的關鍵因子，參與其分化及功能的發(fā)揮；EBI 3位于Foxp3鏈的下游，與p35合成的IL-35能抑制Th17/IL-17的分化及分泌。由此可以看出IL-35、Tregs、Th17/IL-17三者相互關聯(lián)，共同參與慢性炎癥及自身免疫性疾病的作用機制。

3結語

IL-35作為IL-12家族新成員之一，是一種有效的抑炎因子，通過增強Tregs亞群的功能、抑制Th17細胞的增殖分化和抑制IL-17的分泌參與哮喘的發(fā)病機制。但具體機制尚未完全清楚。IL-35R及其信號轉導通路仍在研究中。我們相信，隨著對IL-35研究的深入，有望為哮喘的控制、預防及治療帶來新的希望，為提高哮喘患者生活質量帶來新的生機。

參考文獻：

[1]Chaturvedi V， Collison LW，Guy CS ，etal.Cutting edge:human regulatory T cells require IL-35 to mediate suppression and infectious tolerance[J].J Immunol，2011，186(12)：6661-6666.

[2]Collison LW，Pillai MR，Chaturvedi V，etal.Regulatory T cell suppression is potentiated by target T cells in a cell contact：IL-35-and IL-10-dependent manner[J].J Immunol，2009，182(10)：6121-6128.

[3]Collison LW，Chaturvedi V，Henderson AL，etal.IL-35-mediated induction of a potent regulatory T cell population[J].Nature Immunology，2010，11(12)：1093-1101.

[4]Ozkan ZS，Simsek M， Ilhan F，etal.Plasma IL-17， IL-35， interferon-γ， SOCS3 and TGF-β levels in pregnant women with preeclampsia， and their relation with severity of disease[J].Journal of Maternal-Fetal and Neonatal Medicine ，2014，27(15)：1513-1517.

[5]Thiolat A，Denys A，Petit M，etal.Interleukin-35 gene therapy exacerbates experimental rheumatoid arthritis in mice[J].Cytokine，2014，69(1)：87-93.

[6]Devergne O，Birkenbach M，Kieff E.Epstein-Barr virus-induced gene 3 and the p35 subunit of interleukin 12 form a novel heterodimeric hematopoietin[J].Proc Natl Acad Sci，1997，94(22)：12041-12046.

[7]Collison LW，Delgoffe GM，Guy CS，etal.The composition and signaling of the IL-35 receptor are unconventional[J].Nat Immunol，2012，13(3)：290-299.

[8]Tedder TF，Leonard WJ，etal.Autoimmunity:Regulatory B cells—IL-35 and IL-21 regulate the regulators[J].Nat Rev Rheumatol，2014，10(8)：452-453.

[9]Wang RX，Yu CR，Dambuza IM，etal.Interleukin-35 induces regulatory B cells that suppress autoimmune disease[J].Nat Med，2014，20(6)：633-641.

[10]Collison LW，Workman CJ，Kuo TT ，etal.The inhibitory cytokine IL-35 contributes to regulatory T-cell function[J].Nature，2007，450(7169)：566-569.

[11]Bardel E，Larousserie F，Charlot-Rabiega P，etal.Human CD4+CD25+Foxp3+regulatory T cells do not constitutively express IL-35[J].J Immunol，2008，181(10)：6898-6905.

[12]Duhen T，Duhen R ，Lanzavecchia A ，etal.Functionally distinct subsets of human FOXP3+Treg cells that phenotypically mirror effector Th cells[J].Blood，2012，119(19)：4430-4440.

[13]Li XY，Mai JT，Virtue A，etal.IL-35 is a novel responsive anti-inflammatory cytokine -A new system of categorizing anti-inflammatory cytokines[J].PLoS One，2012，7(3)：33628.

[14]Zhang YL，Luan B，Wang XF，etal.Peripheral blood MDSCs： IL-10 and IL-12 in children with asthma and their importance in asthma development[J].PLoS One，2013，8(5)：1-9.

[15]Li Y，Sun M，Cheng H，etal.Silencing IL-23 expression by a small hairpin RNA protects against asthma in mice[J].Exp Mol Med，2011，43(3)：197-204.

[16]Matsuoka T，Chun FW，Stott B，etal.Immunomodulatory effects of IL-27 on allergen-induced Th2 Responses[J].J Allergy Clin Immunol，2013，131(21)：AB203.

[17]Jafarzadeh A，Jamali M，Mahdavi R，etal.Circulating levels of interleukin-35 in patients with multiple sclerosis:evaluation of the influences of FOXP3 gene polymorphism and treatment program[J].J Mol Neurosci，2015,55(4)：891-887.

[18]Bobryshev YV，Sobenin IA，Orekhov AN，etal.Novel anti-inflammatory interleukin-35 as an emerging target for anti-atherosclerotic therapy[J].Curr Pharm Des，2015，21(9)：1147-1151.

[19]Li Y， Wang Y，Liu Y，etal.The possible role of the novel cytokinesil-35 and il-37 in inflammatory bowel disease[J].Mediators Inflammation，2014，2014 doi.10.1155/2014/136329.

[20]Ouyang H，Shi YB，Liu ZC，etal.Decreased interleukin 35 and CD4+EBI3+T cells in patients with active systemic lupus erythematosus[J].Am J Med Sci，2014，348(2)：156-161.

[21]Nicholl MB，Ledgewood CL， Chen X，etal.IL-35 promotes pancreas cancer growth through enhancement of proliferation and inhibition of apoptosis： Evidence for a role as an autocrine growth factor[J].Cytokine.，2014，70(2)：126-133.

[22]Wang J，Jin RG，Xiao L，etal.Anti-asthma effects of synthetic salidroside through regulation of Th1/Th2 balance[J].Chin J Nat Med，2014，12(7)：500-504.

[23]Brand S，Kesper AD，Teich R，etal.DNA methylation of TH1/TH2 cytokine genes affects sensitization and progress of experimental asthma[J].J Allergy Clin Immunol，2012，129(6)：1602-1610.

[24]Farahani R,Sherkat R,Hakemi MG，etal.Cytokines(interleukin-9，IL-17， IL-22，IL-25 and IL-33)and asthma[J].Adv Biomed Res，2014，3：127.

[25]Pawankar R，Hayashi M，Yamanishi S，etal.The paradigm of cytokine networks in allergic airway inflammation[J].Curr Opin Allergy Clin Immunol，2015，15(1)：41-48.

[26]Park BS，Hong GU，Ro JY.Foxp3(+)

-treg cells enhanced by repeated low-dose gamma-irradiation attenuate ovalbu min-induced allergic asthma in mice[J].Radiat Res，2013，197(5)：570-583.

[27]Moldaver DM，Bharhani MS，Wattie JN，etal.Amelioration of ovalbu min-induced allergic airway disease following Der p 1 peptide immunotherapy is not associated with induction of IL-35[J].Mucosal Immunol，2014，7(2)：379-390.

[28]Gregory S，Whitehead，Rhonda H，etal.IL-35 production by inducible costimulator(ICOS)

-positive regulatory T cells reverses established IL-17-dependent allergic airways disease[J].J Allergy Clin Immunol，2012，129(1)：207-215.

[29]Ma Y，Liu X，Wei Z，etal.The expression of a novel anti-inflammatory cytokine IL-35 and its possible significance in childhood asthma[J].Immunol Lett，2014，162(1)：11-17.

[30]Huang CH，Loo EX，Kuo IC，et a1.Airway inflammation and IgE production induced by dust mite allergen—specific memory/effector Th2 cell line can be effectively attenuated by IL-35[J].J Immunol，2011，187(1)：462-471.

[31]Chen C，Deng Y，Chen H，etal.Decreased concentration of IL-35 in plasma of patients with asthma and COPD[J].Asian Pac J Allergy Immunol， 2014，32(3)：211-217.

[32]李春華， 李家樹， 費海濤，等.哮喘患者血漿硫化氫水平與血清白細胞介素35的相關性分析[J].重慶醫(yī)學，2013，42(35)：4311-4313.

[33]Wei J，Chen D.IL-17 cytokines in immunity and inflammation[J].Microbes Infect，2013，9(2)：60-65.

[34]Mitani A，Niedbala W，F(xiàn)ujimura T，etal.Increased expression of interleukin-35 and -17， but not -27， in gingival tissues with chronic periodontitis[J].J Periodontol，2014,86(2)：301-309.

[35]Chauhan SK，Jin Y，Goyal S，etal.A novel pro-lymphangiogenic function for Th17/IL-17[J].Blood，2011，118(17)：4630-4634.

[36]Chiricozzi A.Pathogenic role of IL-17 in psoriasis and psoriatic arthritis[J].Actas Dermosifiliogr，2014，105(14)：9-20.

[37]Yu J，Oh MH，Park JU，etal.Epicutaneous exposure to staphylococcal superantigen enterotoxin B enhances allergic lung inflammation via an IL-17A dependent mechanism[J].PLoS One，2012，7(7)：39032.

[38]Liu JQ，Liu ZZ，Zhang XJ，etal.Increased Th17 and regulatory T cell responses in EBV-induced gene 3-deficient mice lead to marginally enhanced development of autoimmune encephalomyelitis[J].J Immunol，2012，188(7)：3099-3106.

[收稿2015-02-11]

(編輯許四平)

歡迎訂閱和投稿《中國免疫學雜志》

通訊作者及指導教師：雷后興(1961年-)，男，主任醫(yī)師，教授，碩士生導師，主要從事小兒喘息性疾病研究，E-mail:865716937@163.com。

作者簡介：扶紅根(1989年-)，女，碩士，主要從事小兒喘息性疾病研究，E-mail:fhgen@foxmail.com。

中圖分類號R392.11

文獻標志碼A

文章編號1000-484X(2016)01-0123-04

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.01.029