張俊鳳 田志康 薛慶節(jié) 司傳平 熊化保

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，濟(jì)寧 272067)

腫瘤微環(huán)境比較復(fù)雜，其生長需要多種機(jī)制參與。與化療和放療等治療方法相比，免疫療法干預(yù)腫瘤的成功率會更高[1]。這種治療的基礎(chǔ)在于免疫系統(tǒng)將這些癌細(xì)胞識別為異常的非己成分，從而增強(qiáng)對癌細(xì)胞的免疫反應(yīng)[2]。最初發(fā)現(xiàn)在小鼠中IL-35主要是由非刺激的Tregs表達(dá)[3]。近年來發(fā)現(xiàn)IL-35也可以由多種不同的細(xì)胞表達(dá)，其中包括調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(regulatory B cells，Bregs)[4]、樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)[5]、平滑肌細(xì)胞和單核細(xì)胞等[6]。研究發(fā)現(xiàn)IL-35在促進(jìn)Breg細(xì)胞轉(zhuǎn)化為IL-35+Breg細(xì)胞中起至關(guān)重要的作用，這些IL-35+Breg細(xì)胞通過IL-35受體(IL-12Rβ2和IL-27Rα)激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducers and activators of transcription，STAT)STAT1和STAT3信號通路從而有效地抑制實驗性自身免疫性葡萄膜炎等自身免疫性疾病[7]。

1 IL-35的組成及來源

Collison等[8]于2007年首次發(fā)現(xiàn)p35和EBI3兩個亞基形成的IL-35具有重要的免疫抑制功能。這一細(xì)胞因子是IL-12細(xì)胞因子家族最新的成員。IL-12家族共有四個成員：IL-12、IL-23、IL-27和IL-35。所有的上述細(xì)胞因子都是由兩個不同的亞基構(gòu)成。其中IL-12包含p35和p40兩個亞基，IL-23是由p19和p40兩個亞基組成，EBI3和p28聚合成為IL-27，而IL-35是由p35和EBI3兩個亞基組成[9]。研究表明，IL-12細(xì)胞因子家族除了IL-35，其他三個細(xì)胞因子(IL-12、IL-23和IL-27)主要是由抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell，APCs)表達(dá)分泌，包括巨噬細(xì)胞、DC細(xì)胞和單核細(xì)胞等[10]。最初研究發(fā)現(xiàn)，只有Foxp3+Treg細(xì)胞能夠產(chǎn)生IL-35，而效應(yīng)T 細(xì)胞(effector T cell，Teff)不分泌[11]。后來人們發(fā)現(xiàn)鼻病毒激活的DCs能夠分泌IL-35并將其釋放到人的外周血中[5]。2014年，研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞也能分泌IL-35，這些B細(xì)胞在自身免疫性疾病和細(xì)菌感染中都具有顯著的免疫抑制功能[7]。這些結(jié)果表明，不同的外界刺激和免疫微環(huán)境都可能影響IL-35的產(chǎn)生。

2 IL-35受體組成及信號通路

我們知道，IL-12家族的所有成員都是由兩個不同的亞基構(gòu)成。而他們的受體也包含多個亞基：IL-12Rβ1、IL-12Rβ2、gp130、IL-23R和WSX-1(又稱IL-27R)。其中IL-12的受體是由IL-12Rβ1和IL-12Rβ2形成的二聚體；IL-23的受體為IL-12Rβ1和IL-23R形成的二聚體；IL-27的受體為WSX-1和gp130形成的二聚體[12]。然而，IL-35的受體不止一種，分別為gp130和gp130、IL-12Rβ2和IL-12Rβ2、IL-12Rβ2和gp130、IL-12Rβ2和WSX-1組成的四種不同的二聚體受體[13]。IL-35與其受體結(jié)合后，其信號傳導(dǎo)途徑通過STAT1、STAT3、STAT4、JAK1和JAK2形成的獨特異二聚體轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而導(dǎo)致靶基因表達(dá)。這些靶基因反過來促進(jìn)IL-35的表達(dá)[13]。IL-35的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在T細(xì)胞中涉及到三種受體二聚體，包括gp130-gp130、IL-12Rβ2-IL-12Rβ2和IL-12Rβ2-gp130。這一信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程主要通過活化STAT1和STAT4兩個分子來完成[14,15]。IL-35信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在分泌IL-35的Breg細(xì)胞中其受體亞基主要包含兩個：IL-12Rβ2和WSX-1。它們能夠活化STAT1和STAT3信號分子[7,16]。這些結(jié)果表明，在不同類型的細(xì)胞中IL-35能夠與不同的受體亞基結(jié)合。

3 IL-35主要的生物學(xué)功能

在過去的十幾年中，學(xué)者們一直沒有停下對IL-35研究的腳步。人們發(fā)現(xiàn)IL-35在多種疾病中主要表現(xiàn)出三種重要的生物學(xué)功能：①抑制Teff細(xì)胞和Th17細(xì)胞的增殖。研究發(fā)現(xiàn)外源性IL-35可以抑制小鼠中Th1和Th17型細(xì)胞增殖并能夠促進(jìn)CD4+T細(xì)胞中CD39抗原的表達(dá)[17,18]。②IL-35能誘導(dǎo)天然T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Treg。IL-35質(zhì)?？捎行е委熡蓧m螨變應(yīng)原特異性記憶/效應(yīng)Th2細(xì)胞誘導(dǎo)的過敏性氣道炎癥，該治療主要通過調(diào)節(jié)炎癥因子(包括IL-4、IL-5和IL-13)和趨化因子(包括CCL2、CXCL1和CXCL5)的表達(dá)來實現(xiàn)[19]。③增強(qiáng)Tregs細(xì)胞的免疫抑制功能。研究顯示IL-35可以增強(qiáng)Tregs細(xì)胞免疫抑制功能并抑制Th17細(xì)胞分化，從而抑制Ⅰ型糖尿病患者對β細(xì)胞的免疫攻擊[20,21]。在這些研究中，IL-35在炎癥性疾病及自身免疫性疾病中都發(fā)揮重要的免疫抑制功能。然而，近年來人們發(fā)現(xiàn)IL-35在腫瘤中的免疫調(diào)節(jié)作用也很重要。接下來，我們將詳細(xì)介紹IL-35在癌癥中的免疫調(diào)節(jié)功能。

4 IL-35與腫瘤

炎癥是腫瘤多種特征中最顯著的一種，近來發(fā)現(xiàn)IL-35可能影響腫瘤微環(huán)境中的炎癥反應(yīng)[22]。我們在PubMed上搜索了2018年及之前發(fā)表的關(guān)于“IL-35和腫瘤”的論文。我們發(fā)現(xiàn)IL-35能夠抑制腫瘤微環(huán)境中機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)，同時降低免疫功能正常的荷瘤宿主的存活率[23]。

4.1IL-35與結(jié)直腸癌 EBI3亞基是IL-12細(xì)胞因子家族的一個亞基，它既可以與p28亞基形成IL-27，也可以與p35亞基構(gòu)成IL-35。但是IL-27能夠促進(jìn)Teff反應(yīng)，而IL-35卻抑制Teff細(xì)胞功能[8,24]。最近研究顯示阻斷EBI3可以抑制結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)的生長，這一過程主要是通過誘導(dǎo)顆粒酶B、IFN-γ的產(chǎn)生和p-STAT3的表達(dá)來增強(qiáng)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(cytotoxic lymphocyte，CTL)的免疫反應(yīng)[25]。另外一項研究發(fā)現(xiàn)，IL-35在CRC患者組織和外周血中表達(dá)顯著上升，升高的IL-35水平與CRC的嚴(yán)重程度和臨床分期高度相關(guān)，也就是說IL-35水平越高，其疾病發(fā)病程度和臨床分期越嚴(yán)重[26]。相似的研究證明，CRC患者血清和腫瘤微環(huán)境中高表達(dá)的IL-35與腫瘤轉(zhuǎn)移有著密不可分的關(guān)系。同時，這些高水平的IL-35通過誘導(dǎo)STAT1和STAT3的表達(dá)進(jìn)一步促進(jìn)IL-35的產(chǎn)生從而抑制CD4+CD25-Teff的增殖[27]。在CRC的病程進(jìn)展中，產(chǎn)生IL-35的B細(xì)胞也明顯增加，這與CD3+T細(xì)胞數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，與CD4+CD25+/highCD127low/-Treg細(xì)胞的比例呈正相關(guān)。這一結(jié)果說明，產(chǎn)生IL-35的B細(xì)胞在CRC的發(fā)展過程中具有顯著的免疫抑制功能[28]。上述幾項研究表明，IL-35在CRC疾病進(jìn)展過程中可能具有非常重要的免疫抑制作用。然而，Zhang等[29]的研究成果恰巧相反，他們發(fā)現(xiàn)與健康人結(jié)腸組織相比，CRC患者腫瘤組織中IL-35的含量顯著降低，這一結(jié)果進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)直腸癌腫瘤的轉(zhuǎn)移和患者低存活率。綜上所述，IL-35的免疫調(diào)節(jié)作用在CRC中至關(guān)重要。

4.2IL-35與胰腺導(dǎo)管腺癌 胰腺導(dǎo)管腺癌(panc-reatic ductal adenocarcinoma,PDAC)是常見的人類癌癥之一[30]。實驗結(jié)果顯示，IL-35能夠通過抑制PDAC細(xì)胞的凋亡促進(jìn)其生長。同時，IL-35還可以通過增加cdk2、cdk4、細(xì)胞周期蛋白B(cyclin B)和cyclin D 的表達(dá)來誘導(dǎo)PDAC腫瘤細(xì)胞系的增殖[31]。研究人員還發(fā)現(xiàn)PDAC患者血清中IL-35的含量明顯高于正常對照組，但是該研究并未對其具體機(jī)制進(jìn)行闡述[32]。Huang等[33]研究發(fā)現(xiàn)，IL-35在PDAC患者的腫瘤組織中表達(dá)水平較高，而且這些高表達(dá)的IL-35能夠嚴(yán)重影響PDAC患者的預(yù)后效果。更重要的是，這些升高的IL-35可以通過gp130-STAT1信號通路介導(dǎo)細(xì)胞間黏附分子(ICAM1)的過度表達(dá)，從而進(jìn)一步促進(jìn)PDAC的轉(zhuǎn)移[33]。上述各項研究結(jié)果表明，IL-35在PDAC患者體內(nèi)高表達(dá)可能是該疾病加重的重要原因之一。

4.3IL-35與急性髓性白血病 急性髓性白血病(acute myeloid leukemia，AML)主要是由血液或骨髓中的骨髓或骨髓前體細(xì)胞異常發(fā)育引起的。Tregs細(xì)胞功能增強(qiáng)是AML產(chǎn)生的主要原因之一[34]。作為一種新型的免疫抑制細(xì)胞因子，IL-35在急性髓性白血病中的作用直到近幾年才開始被研究[35,36]。2012年，Wu等[37]首次發(fā)現(xiàn)IL-35的表達(dá)在AML患者血漿中明顯增加。緊接著，又有研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)IL-35在AML患者的骨髓中也有顯著升高[38]。當(dāng)用IL-2白喉融合蛋白治療AML后，人們發(fā)現(xiàn)IL-35的水平明顯降低[39]。然而上述研究僅僅檢測了AML患者體內(nèi)IL-35的表達(dá)，并沒有真正探討IL-35在該疾病中的作用機(jī)制。直到2015年，研究者發(fā)現(xiàn)，IL-35通過增強(qiáng)Tregs的免疫抑制功能和抑制Teff的作用來促進(jìn)AML腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。同時IL-35還可以直接促進(jìn)該腫瘤細(xì)胞的增殖，并減少其凋亡[40]。上述結(jié)果表明，IL-35不僅可以加快AML的進(jìn)展，而且在該疾病的發(fā)展進(jìn)程中具有重要的免疫抑制功能。

4.4IL-35和肝細(xì)胞癌 肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)在中國發(fā)病率非常高[41]。研究發(fā)現(xiàn)，IL-35作為免疫抑制因子在HCC患者中能夠持續(xù)性表達(dá)。此外，他們檢測還發(fā)現(xiàn)，在臨床分期不同的患者體內(nèi)，IL-35表達(dá)高的患者癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險顯著增加[42]。然而相反的結(jié)果提示，HCC患者腫瘤組織中IL-35的表達(dá)明顯降低。用表達(dá)IL-35的病毒感染人肝癌細(xì)胞系HepG2，IL-35可通過調(diào)節(jié)與周期(上調(diào)Fas、下調(diào)cyclinD1)和凋亡相關(guān)的基因(下調(diào)survivin和Bcl-2等)來誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞周期停滯并增強(qiáng)其凋亡敏感性[43]。最近研究發(fā)現(xiàn)，將IL-35在HepG2中過表達(dá)后，IL-35能夠抑制該細(xì)胞系的遷移和侵襲能力，其機(jī)制主要是抑制基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)和MMP9的表達(dá)[44]。研究人員發(fā)現(xiàn)IL-17單克隆抗體(Secukinumab)和IL-35蛋白聯(lián)合治療可以通過阻斷Notch信號通路來減少肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[45]。

4.5IL-35和乳腺癌 乳腺癌(breast cancer，BC)一旦轉(zhuǎn)移，5年存活率將大大降低，所以對其進(jìn)行早期診斷是十分必要的[46]。研究發(fā)現(xiàn)，IL-12家族中的所有亞基包括EBI3、p35和p40在BC患者組織中均高表達(dá)。與正常對照組相比，IL-35和IL-27的表達(dá)水平也明顯升高。同時，人們還發(fā)現(xiàn)BC患者血清中IL-23∶IL-35的比值越低，該疾病的預(yù)后情況越差，而且腫瘤轉(zhuǎn)移幾率也會升高[47]。幾乎同時，另一研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)BC患者腫瘤組織中浸潤的淋巴細(xì)胞分泌的IL-35能夠?qū)е略摷膊〉牟涣碱A(yù)后。更重要的是，IL-35+Tregs細(xì)胞可以誘導(dǎo)BC環(huán)境中Bregs的產(chǎn)生，而這些Bregs分泌的IL-35又可以反過來調(diào)節(jié)Tregs或CD8+Tregs，從而對BC腫瘤具有顯著的免疫抑制作用[48]。綜上研究結(jié)果表明，BC組織中IL-35的增加可以抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致它的進(jìn)一步發(fā)展，這提示IL-35在BC腫瘤微環(huán)境中可能具有重要的免疫抑制功能。

圖1 IL-35在腫瘤中主要的免疫調(diào)節(jié)作用Fig.1 Main immunomodulatory effect of IL-35 in tumors

4.6IL-35與其他腫瘤 除了上述提到的腫瘤外，人們還研究了IL-35在其他多種腫瘤中的表達(dá)及生物學(xué)作用。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3+Tregs、Bregs和 CD8+Tregs是腫瘤微環(huán)境中IL-35的主要來源，這些IL-35可以有效地抑制腫瘤中免疫細(xì)胞的增殖及分化，包括Th1、Th2和Th17等細(xì)胞(B16黑色素瘤和MC38結(jié)直腸癌異種移植小鼠模型)[49]。研究還發(fā)現(xiàn)，IL-27/IL-35的亞基EBI3在肺癌中表達(dá)升高會嚴(yán)重導(dǎo)致該疾病的發(fā)生、發(fā)展和不良預(yù)后[50]。在胃癌中人們也發(fā)現(xiàn)IL-35的表達(dá)明顯升高，而且IL-35通過促進(jìn)Ki-67的表達(dá)來促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖。同時，IL-35還可以通過促進(jìn)Bcl-2蛋白的表達(dá)來抑制胃癌細(xì)胞的凋亡[51]。相似的研究發(fā)現(xiàn)，在晚期胃癌患者體內(nèi)產(chǎn)生IL-35的Bregs數(shù)量顯著增加，這些Bregs細(xì)胞在胃癌晚期發(fā)揮重要的免疫抑制功能[52]。還有研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，前列腺癌患者的血清中IL-35的濃度明顯增加。通過生物學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，IL-35是前列腺癌進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的獨立預(yù)測因子。這說明IL-35可以用作前列腺癌患者診斷和預(yù)后的潛在生物學(xué)標(biāo)記物[53]。而Olsen等[54]發(fā)現(xiàn)體內(nèi)阻斷IL-35可以抑制人前列腺腫瘤的抗原特異性Tregs細(xì)胞的增殖和分化。在非小細(xì)胞肺癌患者體內(nèi)，循環(huán)的IL-35水平明顯升高，而且相關(guān)性分析表明IL-35的表達(dá)水平與非小細(xì)胞肺癌的腫瘤分期呈正相關(guān)。這說明IL-35將來有可能作為非小細(xì)胞肺癌的預(yù)測因子被人們廣泛熟知[55]。

5 小結(jié)與展望

近年來，越來越多的研究表明IL-35對多種腫瘤都具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用。IL-35不僅可以通過促進(jìn)血管生成來促進(jìn)腫瘤的生長和發(fā)展，還可以通過抑制Teff細(xì)胞的免疫功能、抑制MDSC的募集及促進(jìn)Tregs細(xì)胞的增殖等多種機(jī)制來促進(jìn)腫瘤的生長(圖1)。越來越多的研究提示我們，對IL-35表達(dá)和調(diào)控機(jī)制的深入研究將有助于腫瘤的免疫治療。