白細(xì)胞介素35的在腫瘤發(fā)展中的作用

黃崇標(biāo) 田野 崔焱 徐杰 辛亮 楊雪玲 齊大亮

白細(xì)胞介素（interleukin, IL）是由多種細(xì)胞產(chǎn)生并作用于多種細(xì)胞的一類細(xì)胞因子[1]。由于最初發(fā)現(xiàn)其由白細(xì)胞產(chǎn)生并具有調(diào)節(jié)白細(xì)胞的生理功能，因此而得名[2]；后來的研究[3,4]發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素能影響包括腫瘤細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞的增殖、成熟、粘附及轉(zhuǎn)移等多方面的生理過程。IL-35是IL-12家族的最新成員，由EBI3（Epstein-Barr virus induced gene 3）及P35亞基組成的異源性二聚體[5]。研究[6,7]發(fā)現(xiàn)IL-35可由單核細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、Treg細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞表達(dá)，通過激活Jak-STAT信號(hào)通路參與免疫功能的調(diào)節(jié)[8]，與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor-β, TGF-β）和IL-10一樣被認(rèn)為是最重要的三種免疫抑制因子之一[9]。除了直接抑制腫瘤微環(huán)境的腫瘤免疫狀態(tài)，引起免疫逃逸，IL-35還能直接作用于某些類型的腫瘤細(xì)胞促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[10]。本文將IL-35在腫瘤發(fā)展中的作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 IL-12家族概述

IL-12家族包括IL-12、IL-23、IL-27和IL-35四種白細(xì)胞介素。這四種白介素的結(jié)構(gòu)相似，由不同的亞基組成[11]，包括一個(gè)獨(dú)立表達(dá)的α亞基（P19、P28或P35）和一個(gè)β亞基（P40或EBI3）。與IL-6超家族類似，該α鏈包含四螺旋束結(jié)構(gòu)，而β鏈包含可溶性I類細(xì)胞因子受體鏈的結(jié)構(gòu)特征，例如IL-6Rα。IL-12是IL-12超家族最早發(fā)現(xiàn)的分子，IL-12是由p35和p40鏈組成的異源性二聚體，但是研究[12]發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)p40亞單位的同源二聚體和單體都可以穩(wěn)定地存在，并可以作為對(duì)IL-12的功能拮抗劑。IL-23是P19 α鏈和P40 β鏈形成的異源性二聚體[13]。雖然IL-23和IL-12對(duì)下游基因的調(diào)控作用不一樣，但同IL-12一樣也是促炎因子?？乖蔬f細(xì)胞受微生物病原體刺激可產(chǎn)生IL-23，進(jìn)而誘發(fā)的T細(xì)胞生成IL-12并具有促進(jìn)Th1細(xì)胞的分化的作用。但在與IL-12不同的是，IL-23能誘導(dǎo)IL-17生成，誘導(dǎo)T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化[14,15]。IL-27是P28 α鏈和EBI3 β鏈組成的異源性二聚體，同時(shí)具有促炎和誘導(dǎo)免疫抑制的雙向免疫調(diào)節(jié)功能[16]。IL-35是由P35 α鏈的和EBI3 β鏈組成的異源性二聚體，從目前的研究結(jié)果來看IL-35具有嚴(yán)格的免疫抑制功能[17]，這與其他3種IL-12家族成員的作用完全不同。因此，IL-12家族里面僅IL-35具有作為一個(gè)抗自身免疫性疾病和自身炎癥性疾病的細(xì)胞因子的潛能。

IL-12家族在腫瘤的發(fā)展及治療中起到重要的作用。IL-12在誘導(dǎo)Th1型細(xì)胞的分化中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，通過促進(jìn)IFN-γ的分泌使NK細(xì)胞和T細(xì)胞大量增殖并增強(qiáng)其細(xì)胞殺傷能力，在抗腫瘤免疫中扮演著重要的角色[18]。IL-23在多種腫瘤中表達(dá)且促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及生長(zhǎng)[19]。IL-27對(duì)腫瘤的作用正好相反，很多研究發(fā)現(xiàn)IL-27具有抗腫瘤生長(zhǎng)的作用[20,21]。IL-35是一種免疫抑制因子，可通過多種途徑促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[22]。

2007年Collison及其同事在Nature上首先報(bào)道了IL-35的結(jié)構(gòu)及其免疫抑制功能[17]。T細(xì)胞表面的Toll樣受體TLR3、TLR4受IFN-γ等激動(dòng)劑刺激后，開始分泌IL-35[23]。但與其他的IL-12家族成員不同的是，IL-35主要由CD4+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells, Treg）產(chǎn)生[17]。另外，活化的B細(xì)胞或者活化的內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞以及某些腫瘤細(xì)胞也能分泌IL-35[22,24]。在人和小鼠體內(nèi)，IL-35可誘導(dǎo)效應(yīng)T細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為一類新型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，即iTr35細(xì)胞[25]。與其他IL-12家族不同的是，IL-35可以通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞IL-10的分泌抑制的CD4+效應(yīng)T細(xì)胞、Th1和Th17的生成及增殖。有意思的是，與經(jīng)典CD4+CD25+FoxP3+Treg細(xì)胞相比，CD4+HLA-G+的人胸腺源性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（tTreg）明顯分泌更高的IL-35水平[26]。

將IL-35的兩個(gè)亞基EBI3和p35基因的敲除小鼠模型中，Treg細(xì)胞的功能受到影響，這說明IL-35對(duì)于維持Treg細(xì)胞的功能具有重要的作用[17]。雖然p35或EBI3缺陷小鼠沒有明顯的自身免疫性疾病或炎性疾病，并且與普通的野生型小鼠相比，EBI3-/-和p35-/-小鼠的Treg細(xì)胞比例以及Foxp3表達(dá)水平?jīng)]有明顯差異，但是，EBI3-/-和p35-/-Treg細(xì)胞的免疫抑制能力明顯降低[17]。

與胸腺起源的天然Treg細(xì)胞（nTreg）不同，誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（iTr細(xì)胞）主要由IL-10及TGF-β作用于CD4+Foxp3-T細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來[27]。IL-35能夠抑制CD4+效應(yīng)T細(xì)胞的增殖，也能夠激活效應(yīng)T細(xì)胞分泌IL-35（自激活）[17]，這提示IL-35具有誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的潛能。Collison等[25]于2010年在Nature Immunology上發(fā)表文章，報(bào)道了一群新的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，他們將能分泌IL-35的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞定義為IL-35誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（iTr35細(xì)胞）。該細(xì)胞群是Foxp3-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，其本質(zhì)特征是能分泌IL-35，并且這種調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的功能不依賴于Foxp3的表達(dá)。iTr35細(xì)胞僅能被IL-35誘導(dǎo)產(chǎn)生，不能經(jīng)由其他已知的抑制性細(xì)胞因子如IL-10或者TGF-β誘導(dǎo)產(chǎn)生。因此，IL-35可能在介導(dǎo)感染性耐受或者腫瘤免疫耐受中起到了重要作用[28]。

由p35和EBI3的單鏈形成的重組IL-35融合蛋白能顯著地抑制T細(xì)胞增殖和Th17細(xì)胞分化[29]。IL-35融合蛋白可增強(qiáng)CD8+CTLA-4+Treg細(xì)胞對(duì)自體T細(xì)胞的增殖的抑制活性[30]。體液免疫也顯示出通過rIL-35誘導(dǎo)人B細(xì)胞轉(zhuǎn)化成分泌IL-35以及IL-10的抑制性調(diào)節(jié)B細(xì)胞。

2 IL-35的信號(hào)通路

不同的IL-12家族成員采用不同的受體進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)過程。IL-12和IL-23的受體共享IL-12Rβ1亞基但分別使用IL-12Rβ2和IL-23R亞基。IL-27的受體由糖蛋白130（Glycoprotein 130, gp130）和WSX-1（IL-27R）組成。而IL-35的受體由gp130亞基IL-12Rβ2亞基組成。但是，有意思的是，IL35也能通過gp130和IL-12Rβ2組成的gp130：gp130以及IL-12Rβ2： IL-12Rβ2這兩種同源二聚體傳導(dǎo)信號(hào)[31]。IL-12Rβ2主要由IFN-α和IFN-γ誘導(dǎo)的T細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞表達(dá)，但是在幼稚T細(xì)胞不表達(dá)[32]。gp130廣泛表達(dá)在幾乎所有的器官中[33]。gp130是很多細(xì)胞因子參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的受體復(fù)合物組分之一，可能是發(fā)育過程中起關(guān)鍵作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體。gp130缺陷的小鼠在胚胎發(fā)育的時(shí)候就會(huì)死亡[34]，而IL-12Rβ2缺陷性小鼠更容易受到自身免疫和B細(xì)胞惡性腫瘤的侵?jǐn)_[35]。在人類的各種免疫相關(guān)疾病，如原發(fā)性膽性肝硬化、克羅恩病、銀屑病、全身性硬化癥、1型糖尿病、特發(fā)性皮炎、白塞氏病以及Vogt-Koyanagi-Harada（VKH）綜合征可能與IL-12Rβ2表達(dá)異?；蛘呋蚨鄳B(tài)性相關(guān)[29,36-39]。這些現(xiàn)象說明IL-35信號(hào)通路可能在保持機(jī)體免疫平衡、維護(hù)機(jī)體功能中起到重要作用。

IL-35通過與IL-12Rβ2和gp130組成的IL-12Rβ2：gp130異源性二聚體或IL-12Rβ2：IL-12Rβ2及gp130：gp130同源二聚體結(jié)合來傳導(dǎo)信號(hào)[25]。IL-35受體激活后，繼而通過激活Janus激酶（JAK）家族成員來進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。JAK磷酸化后進(jìn)一步磷酸化STAT家族的STAT1和STAT4進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，入核后其結(jié)合于不同位點(diǎn)，促進(jìn)p35和EBI3基因的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄從而增加IL- 35的表達(dá)。由于IL-12Rβ2及gp130受體亞基主要激活的JAK分子分別為JAK1及JAK2，分別磷酸化下游的STAT4及STAT1分子，因此當(dāng)IL-35結(jié)合于其中的一種同源二聚體受體中時(shí)，他的信號(hào)傳導(dǎo)途徑只有一個(gè)分支被激活，即IL-12Rβ2：IL-12Rβ2主要激活JAK1-STAT4信號(hào)分支，而gp130：gp130主要激活JAK2-STAT1分支[31,40]。雖然單支信號(hào)通路的激活也能引起免疫抑制現(xiàn)象，但是與通過全功能的IL-12Rβ2/gp130的異二聚體受體信號(hào)傳導(dǎo)相比較其抑制能力明顯降低[31]。

3 IL-35在腫瘤發(fā)展中的作用

3.1 IL-35在腫瘤微環(huán)境中重要的免疫抑制因子 雖然IL-35是最早在Treg中發(fā)現(xiàn)的免疫調(diào)節(jié)因子，在免疫調(diào)節(jié)中起到重要的功能。但是，隨后有研究發(fā)現(xiàn)，多種腫瘤細(xì)胞也可表達(dá)IL-35，并且發(fā)現(xiàn)IL-35在腫瘤的發(fā)展中起到重要作用。Wang等[22]研究發(fā)現(xiàn)，IL-35在多種腫瘤組織及腫瘤細(xì)胞系中都有表達(dá)，例如B細(xì)胞淋巴瘤，鼻咽癌及黑色素瘤。為了研究腫瘤源性IL-35的作用，他們構(gòu)建了過表達(dá)IL-35的漿細(xì)胞瘤J558和B16黑色素瘤細(xì)胞系。他們發(fā)現(xiàn)，在體外實(shí)驗(yàn)中IL-35并不能影響腫瘤細(xì)胞的增殖及存活能力，但在Rag1/2缺陷型小鼠體內(nèi)似乎卻能刺激腫瘤微環(huán)境中腫瘤發(fā)生。同時(shí)，腫瘤源性IL-35能促進(jìn)CD11b+Gr1+髓源性細(xì)胞聚集，從而促進(jìn)腫瘤的血管生成。在免疫正常小鼠體內(nèi)，IL-35的表達(dá)使腫瘤所引起的自發(fā)性的細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞反應(yīng)明顯下降。IL-35并不能直接抑制腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞的激活、分化及效應(yīng)功能。但是，IL-35處理腫瘤細(xì)胞后其gp130表達(dá)上調(diào)，同時(shí)對(duì)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞的反應(yīng)敏感性下降，促進(jìn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制狀態(tài)。Tao等[41]發(fā)現(xiàn)急性髓性白血病患者的IL-35表達(dá)水平明顯升高，IL-35通過促進(jìn)Treg擴(kuò)增同時(shí)抑制CD4+CD25-效應(yīng)T細(xì)胞的增殖引起腫瘤的免疫逃逸。

Zeng等[42]研究了IL-35對(duì)結(jié)直腸癌的進(jìn)展及預(yù)后的影響。他們檢測(cè)了包含肺癌、結(jié)直腸癌及肝癌等9種人腫瘤細(xì)胞系（A549、 SW480、BEL-7402、HepG2、SiHa、HPAC、MDA-MB-231及MCF）中IL-35兩個(gè)亞基的表達(dá)水平。結(jié)果顯示IL-35的兩個(gè)亞基p35及EBI3共表達(dá)于這幾個(gè)腫瘤細(xì)胞系，而正常的細(xì)胞系表達(dá)很少。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用外源性的IFN-γ及TNF-α刺激后，腫瘤細(xì)胞表達(dá)IL-35的量增加。在另一項(xiàng)關(guān)于IL-35在結(jié)腸癌中的表達(dá)及作用的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)腫瘤組織IL-35的表達(dá)水平與腫瘤的惡性程度及臨床分期呈正相關(guān)，外周血IL-35表達(dá)水平與外周血Treg細(xì)胞數(shù)量成明顯的正相關(guān)，作者認(rèn)為腫瘤源性IL-35可能通過招募Treg細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境中來促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。有研究用小鼠模型探索了IL-35對(duì)腫瘤的影響。他們用中和抗體拮抗IL-35的EBI3亞基后，腫瘤的生長(zhǎng)速度明顯受到抑制；腫瘤局部浸潤(rùn)的腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞顯著增加，活化的CD8+細(xì)胞以及處于增殖期的淋巴細(xì)胞也明顯增加?？偨Y(jié)上述研究，IL-35在腫瘤微環(huán)境腫瘤免疫中起到重要的抑制作用，引起了腫瘤的免疫逃逸，促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展。

3.2 IL-35對(duì)腫瘤細(xì)胞的直接作用 Nicholl等[10]用免疫組織化學(xué)方法研究IL-35在胰腺癌中的表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)胰腺癌腫瘤組織異常過表達(dá)IL-35。他們?cè)诩?xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，IL-35可以上調(diào)cyclin、Bcyclin D及cdk4的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)p27的表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖；通過上調(diào)Bcl-2的表達(dá)以及下調(diào)TRAILR1的表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，進(jìn)而促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展。Liao及其同事[43]分析現(xiàn)已發(fā)表的研究結(jié)果并且構(gòu)建了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，通過該模型的分析他們發(fā)現(xiàn)IL-35可以促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)及血管生成，應(yīng)用抗IL-35藥物可以降低腫瘤的生長(zhǎng)速度。Fan等[44]采用免疫組化方法分析了胃癌腫瘤組織中的IL-35表達(dá)水平，他們發(fā)現(xiàn)IL-35高表達(dá)水平與較大的腫瘤體積及侵犯深度顯著相關(guān)，IL-35的表達(dá)水平與Ki-67及Bcl-2表達(dá)水平顯著相關(guān)，因此他們認(rèn)為IL-35可能通過調(diào)節(jié)胃癌的增殖及凋亡影響腫瘤的進(jìn)展。Tao等[41]發(fā)現(xiàn)急性髓性白血病患者的IL-35水平明顯升高，除了能誘發(fā)腫瘤的免疫逃逸機(jī)制外，還能直接促進(jìn)腫瘤的增殖及抑制腫瘤的凋亡。但是，也有學(xué)者報(bào)道了不同的研究結(jié)果。在一項(xiàng)由Long及其同事[45]完成的乳腺癌的研究中，IL-35被報(bào)導(dǎo)具有抑制腫瘤的特性。研究者證實(shí)IL-35在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，并且TNF-α及IFN-γ可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分泌IL-35。他們構(gòu)建了過表達(dá)IL-35的腫瘤細(xì)胞穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞系并檢測(cè)了IL-35對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖及凋亡的影響。他們發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)IL-35可以引起腫瘤細(xì)胞G1期停滯，抑制細(xì)胞的增殖，促進(jìn)血清饑餓誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。他們采用RT-PCR檢測(cè)了過表達(dá)細(xì)胞及對(duì)照細(xì)胞的一些增殖及凋亡相關(guān)基因的mRNA表達(dá)變化，結(jié)果顯示過表達(dá)IL-35可以引起Fas基因的表達(dá)上調(diào)及Cyclin D1、Survivin及Bcl-2基因表達(dá)水平的下調(diào)?？偨Y(jié)上述研究，IL-35可直接作用于多種腫瘤細(xì)胞，影響腫瘤的增殖、凋亡及血管生成等生理功能，但是目前對(duì)于這些作用的具體作用方式及機(jī)制仍然沒有闡述清楚，需要研究進(jìn)一步跟進(jìn)。

腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移在腫瘤發(fā)展過程中起著重要作用，雖然有研究發(fā)現(xiàn)IL-35表達(dá)與腫瘤的轉(zhuǎn)移有相關(guān)性[46,47]，但是并沒有明確的證據(jù)證明IL-35能影響腫瘤的轉(zhuǎn)移與侵襲。免疫抑制狀態(tài)也是促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要因素，鑒于IL-35是很強(qiáng)的免疫抑制因子，IL-35也可能通過免疫抑制來促腫瘤轉(zhuǎn)移，但這需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 血漿IL-35在腫瘤診斷及預(yù)后中的意義

Jin等[48]探索了胰腺癌患者血漿中IL-35的水平及Treg細(xì)胞的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，與正常人對(duì)照人群相比較，胰腺癌患者血漿中IL-35的水平明顯上升［(134.53±92.45)pg/mLvs(14.26±6.56) pg/mL］。同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn)IL-35 mRNA的水平與IL-35蛋白水平正相關(guān)。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)IL-35表達(dá)水平與淋巴結(jié)大小及臨床分期成正相關(guān)。Gu等[49]用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（enzyme linked immunosorbent assay, ELISA）方法分析了106例非小細(xì)胞肺癌患者（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）及78例正常對(duì)照的血漿標(biāo)本中的IL-35表達(dá)水平，研究者發(fā)現(xiàn)NSCLC患者血漿IL-35水平較正常人明顯升高 ［(21.37±11.55) (pg/mLvs(10.09±5.32) pg/mL,P＜0.001)］，他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)高血漿IL-35表達(dá)水平與較差的TNM分期（P＜0.001）及淋巴結(jié)受累顯著相關(guān)（P＜0.000,1）；IL-35高表達(dá)水平與NSCLC患者的預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)，單因素及多因素分析發(fā)現(xiàn)血漿IL-35是NSCLC患者的獨(dú)立預(yù)后因素。一項(xiàng)在結(jié)直腸癌中的研究[42]發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者血漿中的IL-35水平也明顯升高，并且其表達(dá)水平與疾病的嚴(yán)重程度及腫瘤的臨床分期相關(guān)；他們進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者術(shù)后IL-35較術(shù)前明顯升高，因此他們推測(cè)IL-35血漿水平與結(jié)直腸患者的不良預(yù)后相關(guān)。Tao等[41]發(fā)現(xiàn)急性髓性白血病患者外周血血漿中IL-35水平明顯升高，并且其表達(dá)水平與疾病的臨床分期顯著相關(guān)。但是，在一項(xiàng)關(guān)于甲狀腺癌的研究中卻得到了相反的結(jié)論。Lu等[50]分析了甲狀腺癌及甲狀腺瘤患者血漿IL-35表達(dá)差異性，他們發(fā)現(xiàn)甲狀腺癌患者血漿中的IL-35較甲狀腺腺瘤患者的明顯降低［(48.8±7.8)pg/mlvs(62.3±9.6) pg/ml;P＜0.05］，可作為甲狀腺癌的診斷標(biāo)志物，其受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve, ROC）下面積為0.872,2?？偨Y(jié)上述研究，IL-35在多種腫瘤患者的血漿中表達(dá)水平升高，具有一定的腫瘤診斷意義及預(yù)測(cè)預(yù)后意義，可作為潛在的腫瘤標(biāo)志物。

5 展望

綜上所述，IL-35在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)，其血漿表達(dá)水平具有一定的腫瘤診斷及預(yù)測(cè)預(yù)后意義，可作為潛在的腫瘤標(biāo)志物。除了引起腫瘤微環(huán)境免疫抑制狀態(tài)，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸外，IL-35可能能直接作用于腫瘤細(xì)胞本身，通過影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡及腫瘤的血管生成過程而影響腫瘤的進(jìn)程。我們可以推斷，阻斷IL-35信號(hào)傳遞過程可能有助于抗腫瘤治療。