IL-35调控恶性肿瘤发生发展机制的研究进展*

综述 审校

白细胞介素（interleukin，IL）是由多种细胞产生的细胞因子，能影响肿瘤在内的多种细胞的增殖、成熟、免疫及转移等方面的生理过程［1］。新型细胞因子IL-35主要由调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）产生［2］，在肿瘤细胞、调节性B细胞（regulatory B cell，Breg）、树突状细胞（dendritic cells，DC）、内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞上等均有表达［3-5］。IL-35对于机体的免疫功能起到抑制作用，能防止自身免疫性疾病的发生并提高机体对感染的耐受性［2］。近年来研究发现，IL-35在肿瘤的发生发展中有抑制免疫、协助肿瘤免疫逃逸、促进肿瘤增殖和转移等功能［6-9］。因此，IL-35可以作为新型检测指标，协助判断肿瘤患者的临床分期、转归及预后，也为肿瘤靶向治疗提供了新思路。本文对IL-35调控恶性肿瘤发生发展机制的研究进展予以综述。

1 IL-35及其免疫活性

IL-35属于异二聚体IL-12家族，其家族成员包括IL-12、IL-27、IL-23和IL-35，其中IL-35是由IL-27β链Epstein-Barr病毒诱导体3（Epstein-Barr virusinduced gene3，EBI3）和IL-12α链p35组成的异二聚体。IL-35主要由Treg分泌［3］，Treg包括胸腺起源的天然型（natural Treg，nTreg），即CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞［10］和IL-35诱导型（induced Treg，iTreg），即iTr35细胞［11］。肿瘤细胞、Breg细胞、DC细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞中均不同程度存在IL-35表达［3-5］。IL-35也是一种反应性抗炎细胞因子，可以通过非T细胞，如肠上皮细胞、主动脉平滑肌细胞和肠微血管内皮细胞中的促炎细胞因子诱导产生［12］。

IL-35的受体亚基包括gp130、IL-12Rβ2和IL-27Rα。亚基gp130在大多数细胞中均表达［13］，而亚基IL-12Rβ2主要表达于活化的T细胞和自然杀伤细胞（natural killer cell，NK），少量表达于DC细胞和B细胞［14］。IL-12Rβ2在多数静息T细胞中检测不到，但在IL-2、γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）、IL-12和IL-27等细胞因子的刺激下可迅速诱导产生［15］。受体亚基IL-27Rα在许多免疫细胞，如单核细胞、DC细胞、T细胞、B细胞、NK细胞和主细胞中均表达［16］。IL-35在上述细胞中通过受体介导发挥生物活性。

在T细胞中，IL-35的受体主要由亚基gp130和亚基IL-12Rβ2组成［17］，受体包括4种：IL-12Rβ2-IL-27Rα、IL-12Rβ2-IL-12Rβ2、IL-12Rβ2-gp130和 gp130-gp130。gp130和IL-12Rβ2两种亚基受体链缺陷的细胞可完全耐受IL-35的抑制作用，但活化的II6st-/-（gp130-缺陷型）或IL12Rβ2-/-（IL12Rβ2-缺陷型）T细胞仅部分拮抗IL-35或iTr35细胞介导的抑制作用。因此，IL-35能够通过单个受体链传导信号［18］。在B细胞中，gp130缺陷并不影响IL-35介导的B细胞增殖，而IL-12Rβ2和IL27-Rα沉默则完全消除了IL-35的抑制作用［19］，这提示在B细胞中IL-35主要通过IL-12Rβ2和IL27-Rα进行信号转导。

IL-35受体被激活后，继而激活Janus激酶（Ja⁃nus kinase，JAK）家族成员，JAK进一步磷酸化信号转导子和转录激活子（signal transducer and activator of transcription，STAT）进行信号转导［19］，入核后结合于不同位点，促进p35和EBI3基因的启动子转录，从而增加 IL-35 的表达［20］。IL-35信号通路由 JAK1、JAK2、STAT1、STAT3和STAT4分子组成，主要激活STAT1和STAT4信号分子，从而抑制免疫活性［20-21］。同源二聚体受体仅激活其信号通路的1个分支，即IL-12Rβ2-IL-12Rβ2主要激活JAK1-STAT4信号分支，而gp130-gp130主要激活JAK2-STAT1分支［5］。同源二聚体能够抑制T细胞增殖，但不能诱导iTr35转化。T细胞的抑制和iTr35的诱导由IL-12Rβ2-gp130异二聚体受体介导，受体的信号通过STAT1和STAT4转导，然后形成独特的异二聚体并促进靶基因IL-12α和EBI3的表达，通过正反馈环路促进IL-35表达［22］。B 细胞中IL-35信号通过 IL-12Rβ2-IL-27Rα异二聚体介导激活STAT1和STAT3［19］。IL-35的两大免疫功能是抑制免疫，防止自身免疫疾病和诱导免疫耐受，增强机体对感染的耐受［20］。

2 IL-35在免疫细胞的表达和意义

IL-35可通过多种刺激机制诱导产生［23］，主要由Treg细胞分泌［2］，其他免疫细胞，如Breg细胞、DC细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞等细胞中也存在不同程度的表达［4-5］。

2.1 T细胞

IL-35是Treg细胞发挥最大免疫抑制功能所必须的细胞因子［3］。IL-12家族成员中仅IL-35由nTreg和iTr35以亚基EBI3及p35组成型分泌［3，10-11］，而非抗原呈递细胞分泌，以抑制性而非免疫刺激或促炎症的方式发挥效应［2］。

IL-35可以直接抑制效应T细胞的增殖和免疫激活功能，并抑制辅助性T细胞（helper T cell，Th）Th1、Th17的分化。IL-35还能转化常规T细胞为诱导型Treg，即iTr35细胞。进一步诱导免疫耐受，导致机体对感染的耐受性［20］。

EBI3和p35缺陷型Treg细胞体外调节活性显著降低，并且不能维持体内稳态和控制体内炎症性肠病的发生［24］，可见IL-35在维持体内稳态和防止自身免疫疾病方面发挥重要作用。

2.2 B细胞

IL-35在B细胞中以组成型表达，介导B细胞向分泌IL-35的Breg亚群（IL-35+Breg）转化。IL-35+Breg缺乏的小鼠免疫力增加，对沙门氏菌肠炎感染的耐受增强［22］。IL-35+Breg和Treg细胞的联合作用能有效抑制小鼠葡萄膜炎和自身免疫性脑脊髓炎的发生［19，22］。

2.3 其他免疫细胞

IL-35在DC细胞和单核细胞等免疫细胞中均有表达［4-5］。DC细胞可分泌IL-35亚基EBI3和p35，并且两者均可以在受IFN-γ、脂多糖或肿瘤坏死因子等相关激活蛋白刺激时分泌增加，且DC细胞上清液具有抑制T细胞活化的能力［4］。IL-35的持续表达可促进慢性炎症以增强嗜中性粒细胞的促血管生成和免疫抑制功能［8］。NK细胞、主细胞和单核细胞等均可分泌IL-35发挥免疫抑制作用［5，16］。

3 IL-35在各种恶性肿瘤中的表达和意义

IL-35在多种肿瘤患者外周血浆和肿瘤组织中高表达，并且与肿瘤进展和转移相关。因此，IL-35可以作为新型检测指标，协助判断肿瘤患者的临床分期、转归及预后。

3.1 肝癌

多项研究发现原发性肝癌（hepatocellular carci⁃noma，HCC）患者的肿瘤组织和血浆中IL-35表达均有上调［25-27］。IL-35水平异常升高与HCC侵袭性和患者预后不良相关，并且是复发的独立预后因素［28］；另一项研究显示，IL-35高表达的HCC患者常同时伴随CD4+CD25+Foxp3+T细胞的增多、凋亡相关蛋白上调和CD3+CD8+T细胞的减少，晚期HCC患者的IL-35表达显著低于早期阶段，IL-35在肿瘤组织中的表达降低可能与HCC的进展有关［29］。

3.2 胰腺癌

有研究显示，IL-35及其受体在胰腺癌细胞系中过表达［9］。另一研究提示，IL-35低表达的胰腺癌患者总生存期和无进展生存期显著优于IL-35高表达患者［30］。因此，胰腺癌组织中IL-35高表达患者预后较差。

3.3 直肠癌

IL-35在结直肠癌（colorectal cancer，CRC）组织及外周血清中高表达［7，11，31］，其增高程度与肿瘤的分化程度、临床分期及转归相关。IL-35可能通过诱导Treg细胞参与肿瘤发病机制，而肿瘤细胞衍生的IL-35也可以将Treg细胞募集到肿瘤微环境中以利于肿瘤生长［7］。IL-35在CRC肿瘤切除术后的患者血清中较前显著减少［31］。此外，亚基EBI3表达也与淋巴结转移相关［31］。上述研究表明，IL-35与CRC的不良预后相关。

3.4 乳腺癌

在乳腺癌（breast cancer，BC）研究中，研究者发现IL-35的两个亚基EBI3和p35在BC组织中高表达，且与肿瘤进展相关［32］；BC肿瘤浸润淋巴细胞中IL-35表达和血浆IL-35水平升高与乳腺癌TNMⅢ期的分期和淋巴结转移显著相关［33-34］。

3.5 肺癌

非小细胞肺癌（non small-cell lung cancer，NSCLC）领域的研究发现，NSCLC患者的外周IL-35水平较高，其与肿瘤TNM分期和淋巴结转移呈正相关，而与总生存率呈负相关［35］；亚基EBI3的高表达与肺癌的不良预后相关，并且是独立的预后因素［36］。

3.6 鼻咽癌

有研究表明，EBI3和p35在鼻咽癌细胞中高表达，两者表达均与肿瘤进展和预后不良有关；而EBI3阴性较阳性患者预后更好，总生存期显著延长。因此，IL-35被视为一种可判断鼻咽癌患者预后的新型标志物［37］。

3.7 前列腺癌

与非前列腺癌患者相比，前列腺癌患者血浆中IL-35的水平显著升高，前列腺特异性抗原水平在4～10 ng/mL之间的前列腺癌患者中，IL-35为独立的预后因素，能够预测前列腺癌的分期和是否合并骨转移［38］。

3.8 白血病

IL-35不仅在实体肿瘤中高表达，而且与白血病预后不良相关。研究者发现，IL-35的下调可以增强细胞因子诱导的NK细胞对白血病细胞的杀伤毒性［39］。IL-35在急性髓系白血病（acute myeloid leuke⁃mia，AML）组患者血清中的表达水平明显高于AML完全缓解组和正常对照组［40-43］。

4 IL-35对免疫系统及肿瘤发展的调控机制

4.1 IL-35对免疫系统的调控机制

IL-35主要调节T细胞的免疫功能。Treg通过细胞间的接触或通过释放IL-35、IL-2、IL-10和转化生长因子-β（transforming growth factor beta，TGF-β）等免疫细胞因子发挥免疫抑制作用［29］。IL-35直接抑制效应T细胞的增殖和免疫激活功能，并抑制Th1、Th17细胞的分化［20］，促进CD4+T细胞分泌IL-10，抑制其分泌IL-17，从而增强CD4+T细胞的免疫抑制功能［6］。研究发现［44］，分泌IL-35的转基因胰岛β细胞可抑制T细胞增殖，在4周内使CD4+CD25-T、CD8+T、Foxp3+Treg和DC细胞的数量显著减少；还有研究发现［45］，与分泌IL-35的细胞共培养后CD4+CD25-T细胞增殖变慢，而CD4+Foxp3+Treg明显扩增，Th1细胞相关因子产生也受到抑制。IL-35能诱导nTreg转化为iTr35，并且 IL-35抑制 iTr35产生 IL-10、Foxp3和TGF-β［21］。内源性 IL-35 促进 T 细胞中 STAT1、STAT3和JAK1的磷酸化，而激活STAT1、STAT3通路进一步促进IL-35分泌［11］，表明IL-35可以通过正反馈发挥生物活性。小鼠iTr35细胞在不同疾病模型中表现出强大的抑制潜力，在限制T细胞增殖、减少自身免疫性脑炎、结肠炎炎症反应和促进肿瘤生长等方面与nTreg同样有效［46］，表明IL-35抑制免疫的活性较强，且IL-35与肿瘤的发生发展密切相关。

在B细胞中，IL-35和IL-10通过相似的通路转导信号，发挥免疫抑制功能［47］。IL-35通过IL-12Rβ 2-IL-27Rα异二聚体介导并激活STAT1和STAT3将B细胞转化为IL-35+Breg细胞［22］。重组型IL-35诱导Breg细胞分泌IL-10，并抑制CD19+B细胞的增殖［48］。IL-35+Breg细胞依赖内源性Breg和Foxp3+Treg的扩增以及Th1和Th17效应细胞的抑制来介导对自身免疫疾病耐受［19］。

4.2 IL-35对恶性肿瘤发生发展的调控机制研究

IL-35主要由Treg分泌，Treg为CD4+T细胞中一个重要亚群，其在自身免疫耐受的发生机制中发挥重要作用，同时也抑制抗肿瘤免疫的产生［17］。肿瘤患者体内Treg数量增加与预后不良密切相关［34］。人类癌细胞株在受到肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和IFN-γ刺激后，可诱导产生IL-35［3］。与正常人类细胞相比，大多数肿瘤细胞EBI3和p35两种IL-35亚基同时表达［15，23］，在体外被IL-35刺激后其表达显著增加［43］。研究表明，部分肿瘤微环境中存在由nTreg诱导分化而来的iTr35［20］，部分肿瘤微环境调节可由iTr35介导［46］。

4.2.1 IL-35协助肿瘤免疫逃逸 Vignali等［18］研究表明，IL-35可能通过以下途径协助肿瘤免疫逃逸：1）IL-35限制抗原特异性T细胞的浸润、效应功能和免疫记忆；2）Treg衍生的IL-35促进多种免疫抑制性受体，如（programmed cell death protein 1，PD-1）、（mucin-domain containing-3，TIM-3）和（lymphocyte activation gene 3，LAG-3）的表达，从而促进肿瘤内T细胞衰竭。IL-35还能刺激粒细胞集落刺激因子（granulocyte colony-stim⁃ulating factor，G-CSF）和IL-6分泌，从而刺激中性粒细胞STAT3外调节蛋白激酶通路活化，进一步增加诱导型一氧化氮合成酶的表达以抑制T细胞活化［8］。IL-35通过限制促炎细胞因子的表达［12］、CD8+T细胞应答的产生［49］、CD4+CD25-T细胞的增殖和细胞毒性［43］，以及诱导Th1和Th17被非凋亡性阻滞在G1期［15，21］，降低免疫细胞抗肿瘤活性。并且IL-35通过上调Fas和下调cyclin D1、survivin和B淋巴细胞瘤-2基因（BCL-2）表达，使血清饥饿诱导、TNF-α和IFN-γ刺激致使的体外免疫细胞凋亡敏感性显著增加［3］，限制抗肿瘤的免疫应答。EBI3阻断肽通过诱导颗粒酶-β、IFN-γ产生和STAT 3磷酸化，促进抗肿瘤细胞毒性T细胞反应，并抑制肿瘤细胞的gp130表达和STAT3磷酸化，从而抑制肿瘤增殖和生长［7，41］，表明EBI3可双向调节STAT3信号通路，以此调节肿瘤生长和抗肿瘤细胞毒性T细胞反应，从而协助肿瘤免疫逃逸。

4.2.2 IL-35促进肿瘤增殖 在肿瘤细胞中IL-35促进STAT1、STAT3和JAK1的磷酸化，激活STAT1、STAT3通路进一步促进IL-35分泌［17］，表明IL-35可以通过正反馈发挥生物活性促进肿瘤生长。IL-35在体内可以通过自分泌或旁分泌作用于肿瘤细胞，引起肿瘤进展［8］。

N2表型（促肿瘤表型）中性粒细胞能促进肿瘤增殖，IL-35可以通过增加G-CSF和IL-6的产生来诱导中性粒细胞由N1（抗肿瘤表型）向N2表型的转化，并且促进中性粒细胞浸润到肿瘤微环境中。此外，IL-35可以上调中性粒细胞的基质金属蛋白酶-9和血管生成肽的表达，下调其死亡受体表达，从而增强嗜中性粒细胞的促血管生成功能［8］。因此，IL-35可以作为上游细胞因子促进癌症相关炎症和控制嗜中性粒细胞转化，以促进肿瘤细胞增殖。

在肿瘤微环境中，IL-35可由肿瘤细胞和肿瘤浸润细胞产生，其表达也促进肿瘤发生，并通过增强骨髓细胞积累和肿瘤血管生成促进肿瘤生长［41］。IL-35可直接诱导AML母细胞增殖并减弱依托泊苷诱导的AML母细胞凋亡［43］。IL-35促进胰腺导管细胞恶性肿瘤细胞生长并抑制其凋亡。IL-35诱导的肿瘤细胞增殖与细胞周期蛋白B、细胞周期蛋白D、周期蛋白依赖性蛋白激酶2和周期蛋白依赖性蛋白激酶4的增加，与p27表达减少相关，而凋亡的抑制与BCL-2增加和PD-1减少相关［50］。IL-35处理后的小鼠癌细胞gp130表达增加，对细胞毒性T淋巴细胞杀伤的敏感性降低，用IL-35中和抗体处理患癌小鼠可减缓肿瘤进展，证实了IL-35效应的特异性［41］。

4.2.3 IL-35促进肿瘤细胞转移 在结直肠癌患者中，癌旁组织中的CD4+T细胞表达IL-35高于肿瘤本身，其与肿瘤转移显著相关［11］。野生型小鼠较IL-35亚基EBI3缺陷的小鼠更容易发生黑色素瘤肺转移，EBI3缺陷可能诱导细胞分泌IFN-γ，从而介导肺局部CD8+T细胞抗肿瘤反应［51］，说明IL-35亚基EBI3可能介导黑色素瘤肺转移。研究者还发现，胰腺导管腺癌细胞过表达IL-35后，人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）黏附及跨内皮迁移（transendothelial migration，TEM）能力增强，反之则下降［51］。肿瘤细胞内IL-35调控细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）表达水平，IL-35过表达后ICAM-1表达水平明显上调，并通过ICAM-1-纤维蛋白原-ICAM-1桥促进对内皮细胞的黏附。将过表达IL-35细胞的ICAM-1分子下调后，该细胞系的HUVEC黏附及TEM能力无明显增强。ICAM-1抗体能部分阻断IL-35过表达引起的HUVEC黏附能力增强。其次，IL-35促进肿瘤细胞与血管和单层淋巴内皮的黏附及出血管过程进而增强肿瘤的转移能力。在ICAM-1被敲除后，由IL-35诱导的肿瘤细胞转移被抑制［9］。综上所述，IL-35在肿瘤的浸润转移中发挥重要作用。

5 结语

IL-35主要由Treg细胞和肿瘤细胞产生与分泌，由EBI3和IL-12p35两种亚基构成IL-12家族中的一员，其在多种肿瘤组织和肿瘤患者血浆中均上调表达，IL-35过表达与肿瘤分期、淋巴结转移、血管浸润和恶性肿瘤患者预后显著相关。IL-35明确的分子结构和在肿瘤发生发展中的作用，还有待于深入探索。本文旨在为IL-35作为肿瘤治疗中的新标志物或靶向治疗的靶点提供理论依据，为临床提供适合IL-35靶向治疗的病例特征和干预时机。

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