IL-35調控惡性腫瘤發生發展機制的研究進展*

綜述 審校

白細胞介素（interleukin，IL）是由多種細胞產生的細胞因子，能影響腫瘤在內的多種細胞的增殖、成熟、免疫及轉移等方面的生理過程［1］。新型細胞因子IL-35主要由調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）產生［2］，在腫瘤細胞、調節性B細胞（regulatory B cell，Breg）、樹突狀細胞（dendritic cells，DC）、內皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞上等均有表達［3-5］。IL-35對于機體的免疫功能起到抑制作用，能防止自身免疫性疾病的發生并提高機體對感染的耐受性［2］。近年來研究發現，IL-35在腫瘤的發生發展中有抑制免疫、協助腫瘤免疫逃逸、促進腫瘤增殖和轉移等功能［6-9］。因此，IL-35可以作為新型檢測指標，協助判斷腫瘤患者的臨床分期、轉歸及預后，也為腫瘤靶向治療提供了新思路。本文對IL-35調控惡性腫瘤發生發展機制的研究進展予以綜述。

1 IL-35及其免疫活性

IL-35屬于異二聚體IL-12家族，其家族成員包括IL-12、IL-27、IL-23和IL-35，其中IL-35是由IL-27β鏈Epstein-Barr病毒誘導體3（Epstein-Barr virusinduced gene3，EBI3）和IL-12α鏈p35組成的異二聚體。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細胞［10］和IL-35誘導型（induced Treg，iTreg），即iTr35細胞［11］。腫瘤細胞、Breg細胞、DC細胞、內皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞中均不同程度存在IL-35表達［3-5］。IL-35也是一種反應性抗炎細胞因子，可以通過非T細胞，如腸上皮細胞、主動脈平滑肌細胞和腸微血管內皮細胞中的促炎細胞因子誘導產生［12］。

IL-35的受體亞基包括gp130、IL-12Rβ2和IL-27Rα。亞基gp130在大多數細胞中均表達［13］，而亞基IL-12Rβ2主要表達于活化的T細胞和自然殺傷細胞（natural killer cell，NK），少量表達于DC細胞和B細胞［14］。IL-12Rβ2在多數靜息T細胞中檢測不到，但在IL-2、γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、IL-12和IL-27等細胞因子的刺激下可迅速誘導產生［15］。受體亞基IL-27Rα在許多免疫細胞，如單核細胞、DC細胞、T細胞、B細胞、NK細胞和主細胞中均表達［16］。IL-35在上述細胞中通過受體介導發揮生物活性。

在T細胞中，IL-35的受體主要由亞基gp130和亞基IL-12Rβ2組成［17］，受體包括4種：IL-12Rβ2-IL-27Rα、IL-12Rβ2-IL-12Rβ2、IL-12Rβ2-gp130和 gp130-gp130。gp130和IL-12Rβ2兩種亞基受體鏈缺陷的細胞可完全耐受IL-35的抑制作用，但活化的II6st-/-（gp130-缺陷型）或IL12Rβ2-/-（IL12Rβ2-缺陷型）T細胞僅部分拮抗IL-35或iTr35細胞介導的抑制作用。因此，IL-35能夠通過單個受體鏈傳導信號［18］。在B細胞中，gp130缺陷并不影響IL-35介導的B細胞增殖，而IL-12Rβ2和IL27-Rα沉默則完全消除了IL-35的抑制作用［19］，這提示在B細胞中IL-35主要通過IL-12Rβ2和IL27-Rα進行信號轉導。

IL-35受體被激活后，繼而激活Janus激酶（Ja?nus kinase，JAK）家族成員，JAK進一步磷酸化信號轉導子和轉錄激活子（signal transducer and activator of transcription，STAT）進行信號轉導［19］，入核后結合于不同位點，促進p35和EBI3基因的啟動子轉錄，從而增加 IL-35 的表達［20］。IL-35信號通路由 JAK1、JAK2、STAT1、STAT3和STAT4分子組成，主要激活STAT1和STAT4信號分子，從而抑制免疫活性［20-21］。同源二聚體受體僅激活其信號通路的1個分支，即IL-12Rβ2-IL-12Rβ2主要激活JAK1-STAT4信號分支，而gp130-gp130主要激活JAK2-STAT1分支［5］。同源二聚體能夠抑制T細胞增殖，但不能誘導iTr35轉化。T細胞的抑制和iTr35的誘導由IL-12Rβ2-gp130異二聚體受體介導，受體的信號通過STAT1和STAT4轉導，然后形成獨特的異二聚體并促進靶基因IL-12α和EBI3的表達，通過正反饋環路促進IL-35表達［22］。B 細胞中IL-35信號通過 IL-12Rβ2-IL-27Rα異二聚體介導激活STAT1和STAT3［19］。IL-35的兩大免疫功能是抑制免疫，防止自身免疫疾病和誘導免疫耐受，增強機體對感染的耐受［20］。

2 IL-35在免疫細胞的表達和意義

IL-35可通過多種刺激機制誘導產生［23］，主要由Treg細胞分泌［2］，其他免疫細胞，如Breg細胞、DC細胞、內皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞等細胞中也存在不同程度的表達［4-5］。

2.1 T細胞

IL-35是Treg細胞發揮最大免疫抑制功能所必須的細胞因子［3］。IL-12家族成員中僅IL-35由nTreg和iTr35以亞基EBI3及p35組成型分泌［3，10-11］，而非抗原呈遞細胞分泌，以抑制性而非免疫刺激或促炎癥的方式發揮效應［2］。

IL-35可以直接抑制效應T細胞的增殖和免疫激活功能，并抑制輔助性T細胞（helper T cell，Th）Th1、Th17的分化。IL-35還能轉化常規T細胞為誘導型Treg，即iTr35細胞。進一步誘導免疫耐受，導致機體對感染的耐受性［20］。

EBI3和p35缺陷型Treg細胞體外調節活性顯著降低，并且不能維持體內穩態和控制體內炎癥性腸病的發生［24］，可見IL-35在維持體內穩態和防止自身免疫疾病方面發揮重要作用。

2.2 B細胞

IL-35在B細胞中以組成型表達，介導B細胞向分泌IL-35的Breg亞群（IL-35+Breg）轉化。IL-35+Breg缺乏的小鼠免疫力增加，對沙門氏菌腸炎感染的耐受增強［22］。IL-35+Breg和Treg細胞的聯合作用能有效抑制小鼠葡萄膜炎和自身免疫性腦脊髓炎的發生［19，22］。

2.3 其他免疫細胞

IL-35在DC細胞和單核細胞等免疫細胞中均有表達［4-5］。DC細胞可分泌IL-35亞基EBI3和p35，并且兩者均可以在受IFN-γ、脂多糖或腫瘤壞死因子等相關激活蛋白刺激時分泌增加，且DC細胞上清液具有抑制T細胞活化的能力［4］。IL-35的持續表達可促進慢性炎癥以增強嗜中性粒細胞的促血管生成和免疫抑制功能［8］。NK細胞、主細胞和單核細胞等均可分泌IL-35發揮免疫抑制作用［5，16］。

3 IL-35在各種惡性腫瘤中的表達和意義

IL-35在多種腫瘤患者外周血漿和腫瘤組織中高表達，并且與腫瘤進展和轉移相關。因此，IL-35可以作為新型檢測指標，協助判斷腫瘤患者的臨床分期、轉歸及預后。

3.1 肝癌

多項研究發現原發性肝癌（hepatocellular carci?noma，HCC）患者的腫瘤組織和血漿中IL-35表達均有上調［25-27］。IL-35水平異常升高與HCC侵襲性和患者預后不良相關，并且是復發的獨立預后因素［28］；另一項研究顯示，IL-35高表達的HCC患者常同時伴隨CD4+CD25+Foxp3+T細胞的增多、凋亡相關蛋白上調和CD3+CD8+T細胞的減少，晚期HCC患者的IL-35表達顯著低于早期階段，IL-35在腫瘤組織中的表達降低可能與HCC的進展有關［29］。

3.2 胰腺癌

有研究顯示，IL-35及其受體在胰腺癌細胞系中過表達［9］。另一研究提示，IL-35低表達的胰腺癌患者總生存期和無進展生存期顯著優于IL-35高表達患者［30］。因此，胰腺癌組織中IL-35高表達患者預后較差。

3.3 直腸癌

IL-35在結直腸癌（colorectal cancer，CRC）組織及外周血清中高表達［7，11，31］，其增高程度與腫瘤的分化程度、臨床分期及轉歸相關。IL-35可能通過誘導Treg細胞參與腫瘤發病機制，而腫瘤細胞衍生的IL-35也可以將Treg細胞募集到腫瘤微環境中以利于腫瘤生長［7］。IL-35在CRC腫瘤切除術后的患者血清中較前顯著減少［31］。此外，亞基EBI3表達也與淋巴結轉移相關［31］。上述研究表明，IL-35與CRC的不良預后相關。

3.4 乳腺癌

在乳腺癌（breast cancer，BC）研究中，研究者發現IL-35的兩個亞基EBI3和p35在BC組織中高表達，且與腫瘤進展相關［32］；BC腫瘤浸潤淋巴細胞中IL-35表達和血漿IL-35水平升高與乳腺癌TNMⅢ期的分期和淋巴結轉移顯著相關［33-34］。

3.5 肺癌

非小細胞肺癌（non small-cell lung cancer，NSCLC）領域的研究發現，NSCLC患者的外周IL-35水平較高，其與腫瘤TNM分期和淋巴結轉移呈正相關，而與總生存率呈負相關［35］；亞基EBI3的高表達與肺癌的不良預后相關，并且是獨立的預后因素［36］。

3.6 鼻咽癌

有研究表明，EBI3和p35在鼻咽癌細胞中高表達，兩者表達均與腫瘤進展和預后不良有關；而EBI3陰性較陽性患者預后更好，總生存期顯著延長。因此，IL-35被視為一種可判斷鼻咽癌患者預后的新型標志物［37］。

3.7 前列腺癌

與非前列腺癌患者相比，前列腺癌患者血漿中IL-35的水平顯著升高，前列腺特異性抗原水平在4～10 ng/mL之間的前列腺癌患者中，IL-35為獨立的預后因素，能夠預測前列腺癌的分期和是否合并骨轉移［38］。

3.8 白血病

IL-35不僅在實體腫瘤中高表達，而且與白血病預后不良相關。研究者發現，IL-35的下調可以增強細胞因子誘導的NK細胞對白血病細胞的殺傷毒性［39］。IL-35在急性髓系白血病（acute myeloid leuke?mia，AML）組患者血清中的表達水平明顯高于AML完全緩解組和正常對照組［40-43］。

4 IL-35對免疫系統及腫瘤發展的調控機制

4.1 IL-35對免疫系統的調控機制

IL-35主要調節T細胞的免疫功能。Treg通過細胞間的接觸或通過釋放IL-35、IL-2、IL-10和轉化生長因子-β（transforming growth factor beta，TGF-β）等免疫細胞因子發揮免疫抑制作用［29］。IL-35直接抑制效應T細胞的增殖和免疫激活功能，并抑制Th1、Th17細胞的分化［20］，促進CD4+T細胞分泌IL-10，抑制其分泌IL-17，從而增強CD4+T細胞的免疫抑制功能［6］。研究發現［44］，分泌IL-35的轉基因胰島β細胞可抑制T細胞增殖，在4周內使CD4+CD25-T、CD8+T、Foxp3+Treg和DC細胞的數量顯著減少；還有研究發現［45］，與分泌IL-35的細胞共培養后CD4+CD25-T細胞增殖變慢，而CD4+Foxp3+Treg明顯擴增，Th1細胞相關因子產生也受到抑制。IL-35能誘導nTreg轉化為iTr35，并且 IL-35抑制 iTr35產生 IL-10、Foxp3和TGF-β［21］。內源性 IL-35 促進 T 細胞中 STAT1、STAT3和JAK1的磷酸化，而激活STAT1、STAT3通路進一步促進IL-35分泌［11］，表明IL-35可以通過正反饋發揮生物活性。小鼠iTr35細胞在不同疾病模型中表現出強大的抑制潛力，在限制T細胞增殖、減少自身免疫性腦炎、結腸炎炎癥反應和促進腫瘤生長等方面與nTreg同樣有效［46］，表明IL-35抑制免疫的活性較強，且IL-35與腫瘤的發生發展密切相關。

在B細胞中，IL-35和IL-10通過相似的通路轉導信號，發揮免疫抑制功能［47］。IL-35通過IL-12Rβ 2-IL-27Rα異二聚體介導并激活STAT1和STAT3將B細胞轉化為IL-35+Breg細胞［22］。重組型IL-35誘導Breg細胞分泌IL-10，并抑制CD19+B細胞的增殖［48］。IL-35+Breg細胞依賴內源性Breg和Foxp3+Treg的擴增以及Th1和Th17效應細胞的抑制來介導對自身免疫疾病耐受［19］。

4.2 IL-35對惡性腫瘤發生發展的調控機制研究

IL-35主要由Treg分泌，Treg為CD4+T細胞中一個重要亞群，其在自身免疫耐受的發生機制中發揮重要作用，同時也抑制抗腫瘤免疫的產生［17］。腫瘤患者體內Treg數量增加與預后不良密切相關［34］。人類癌細胞株在受到腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和IFN-γ刺激后，可誘導產生IL-35［3］。與正常人類細胞相比，大多數腫瘤細胞EBI3和p35兩種IL-35亞基同時表達［15，23］，在體外被IL-35刺激后其表達顯著增加［43］。研究表明，部分腫瘤微環境中存在由nTreg誘導分化而來的iTr35［20］，部分腫瘤微環境調節可由iTr35介導［46］。

4.2.1 IL-35協助腫瘤免疫逃逸 Vignali等［18］研究表明，IL-35可能通過以下途徑協助腫瘤免疫逃逸：1）IL-35限制抗原特異性T細胞的浸潤、效應功能和免疫記憶；2）Treg衍生的IL-35促進多種免疫抑制性受體，如（programmed cell death protein 1，PD-1）、（mucin-domain containing-3，TIM-3）和（lymphocyte activation gene 3，LAG-3）的表達，從而促進腫瘤內T細胞衰竭。IL-35還能刺激粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony-stim?ulating factor，G-CSF）和IL-6分泌，從而刺激中性粒細胞STAT3外調節蛋白激酶通路活化，進一步增加誘導型一氧化氮合成酶的表達以抑制T細胞活化［8］。IL-35通過限制促炎細胞因子的表達［12］、CD8+T細胞應答的產生［49］、CD4+CD25-T細胞的增殖和細胞毒性［43］，以及誘導Th1和Th17被非凋亡性阻滯在G1期［15，21］，降低免疫細胞抗腫瘤活性。并且IL-35通過上調Fas和下調cyclin D1、survivin和B淋巴細胞瘤-2基因（BCL-2）表達，使血清饑餓誘導、TNF-α和IFN-γ刺激致使的體外免疫細胞凋亡敏感性顯著增加［3］，限制抗腫瘤的免疫應答。EBI3阻斷肽通過誘導顆粒酶-β、IFN-γ產生和STAT 3磷酸化，促進抗腫瘤細胞毒性T細胞反應，并抑制腫瘤細胞的gp130表達和STAT3磷酸化，從而抑制腫瘤增殖和生長［7，41］，表明EBI3可雙向調節STAT3信號通路，以此調節腫瘤生長和抗腫瘤細胞毒性T細胞反應，從而協助腫瘤免疫逃逸。

4.2.2 IL-35促進腫瘤增殖 在腫瘤細胞中IL-35促進STAT1、STAT3和JAK1的磷酸化，激活STAT1、STAT3通路進一步促進IL-35分泌［17］，表明IL-35可以通過正反饋發揮生物活性促進腫瘤生長。IL-35在體內可以通過自分泌或旁分泌作用于腫瘤細胞，引起腫瘤進展［8］。

N2表型（促腫瘤表型）中性粒細胞能促進腫瘤增殖，IL-35可以通過增加G-CSF和IL-6的產生來誘導中性粒細胞由N1（抗腫瘤表型）向N2表型的轉化，并且促進中性粒細胞浸潤到腫瘤微環境中。此外，IL-35可以上調中性粒細胞的基質金屬蛋白酶-9和血管生成肽的表達，下調其死亡受體表達，從而增強嗜中性粒細胞的促血管生成功能［8］。因此，IL-35可以作為上游細胞因子促進癌癥相關炎癥和控制嗜中性粒細胞轉化，以促進腫瘤細胞增殖。

在腫瘤微環境中，IL-35可由腫瘤細胞和腫瘤浸潤細胞產生，其表達也促進腫瘤發生，并通過增強骨髓細胞積累和腫瘤血管生成促進腫瘤生長［41］。IL-35可直接誘導AML母細胞增殖并減弱依托泊苷誘導的AML母細胞凋亡［43］。IL-35促進胰腺導管細胞惡性腫瘤細胞生長并抑制其凋亡。IL-35誘導的腫瘤細胞增殖與細胞周期蛋白B、細胞周期蛋白D、周期蛋白依賴性蛋白激酶2和周期蛋白依賴性蛋白激酶4的增加，與p27表達減少相關，而凋亡的抑制與BCL-2增加和PD-1減少相關［50］。IL-35處理后的小鼠癌細胞gp130表達增加，對細胞毒性T淋巴細胞殺傷的敏感性降低，用IL-35中和抗體處理患癌小鼠可減緩腫瘤進展，證實了IL-35效應的特異性［41］。

4.2.3 IL-35促進腫瘤細胞轉移 在結直腸癌患者中，癌旁組織中的CD4+T細胞表達IL-35高于腫瘤本身，其與腫瘤轉移顯著相關［11］。野生型小鼠較IL-35亞基EBI3缺陷的小鼠更容易發生黑色素瘤肺轉移，EBI3缺陷可能誘導細胞分泌IFN-γ，從而介導肺局部CD8+T細胞抗腫瘤反應［51］，說明IL-35亞基EBI3可能介導黑色素瘤肺轉移。研究者還發現，胰腺導管腺癌細胞過表達IL-35后，人臍靜脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）黏附及跨內皮遷移（transendothelial migration，TEM）能力增強，反之則下降［51］。腫瘤細胞內IL-35調控細胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）表達水平，IL-35過表達后ICAM-1表達水平明顯上調，并通過ICAM-1-纖維蛋白原-ICAM-1橋促進對內皮細胞的黏附。將過表達IL-35細胞的ICAM-1分子下調后，該細胞系的HUVEC黏附及TEM能力無明顯增強。ICAM-1抗體能部分阻斷IL-35過表達引起的HUVEC黏附能力增強。其次，IL-35促進腫瘤細胞與血管和單層淋巴內皮的黏附及出血管過程進而增強腫瘤的轉移能力。在ICAM-1被敲除后，由IL-35誘導的腫瘤細胞轉移被抑制［9］。綜上所述，IL-35在腫瘤的浸潤轉移中發揮重要作用。

5 結語

IL-35主要由Treg細胞和腫瘤細胞產生與分泌，由EBI3和IL-12p35兩種亞基構成IL-12家族中的一員，其在多種腫瘤組織和腫瘤患者血漿中均上調表達，IL-35過表達與腫瘤分期、淋巴結轉移、血管浸潤和惡性腫瘤患者預后顯著相關。IL-35明確的分子結構和在腫瘤發生發展中的作用，還有待于深入探索。本文旨在為IL-35作為腫瘤治療中的新標志物或靶向治療的靶點提供理論依據，為臨床提供適合IL-35靶向治療的病例特征和干預時機。

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