白介素-35与支气管哮喘的相关性研究进展①



白介素-35与支气管哮喘的相关性研究进展①

扶红根雷后兴

(温州医科大学附属第六医院 浙江省丽水市人民医院儿科，丽水323000)

①本文为浙江省医药卫生科技计划项目(2014KYB317)。

支气管哮喘是多种炎性细胞和炎症因子相互作用而形成的慢性呼吸道炎症性疾病，以嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等通过释放炎症因子和细胞因子为主，其确切的发病机制尚不明确。有学者认为，在哮喘发病中免疫机制起着重要作用，主要与Th1/Th2平衡的破坏，Tregs、Th17/IL-17等的异常有关。多项研究表明，近年发现的白介素12家族新成员IL-35具有增强Treg细胞的介导及抑制Th17/IL-17的分化的能力，能有效抑制机体过度的免疫反应，可能参与哮喘的发病过程[1-5]。本文就IL-35及其在支气管哮喘发病中的作用研究进展作一综述。

1IL-35结构、生物活性

1.1IL-35及其信号转导1997年，Devergne等[6]在研究EB病毒诱导基因3(EBI 3)与IL-12 p40亚基的时候发现，EB病毒在细胞内质网中的表达与某种分子伴侣有关，通过细胞裂解产物及培养基共同免疫沉淀转染实验发现EBI 3与p35能相互促进，是新型异源二聚体，通过细胞过度免疫沉淀检测到50%以上的p35与EBI 3系共表达，证实了两者的高相关性。2007年，里约热内卢举行的第13届免疫学国际会议上，提议将EBI 3-p35异源二聚体命名为IL-35，与IL-12、IL-23、IL-27等共同归属于IL-12细胞因子家族。

IL-12细胞因子家族的共同特点是这些细胞因子均是由α链(p19 IL-23A编码，p28 IL-27编码，p35 IL-12A编码)和β链(p40 IL-12B编码，EBI 3 EBI-3编码)组成的异二聚体。IL-35是由IL-12α链p35和IL-27β链EBI 3通过共价结合的异源二聚体，p35的表达有10个蛋氨基酸和7个半胱氨基酸残基。IL-12细胞因子家族不仅结构类似，且受体及信号转导也有共享现象。IL-12R(IL-12 receptor，IL-12R)，由IL-12Rβ1和IL-12Rβ2组成，通过 JAK2、TYK2诱导IFN-gene结合转录激活因子STAT4(the Signal Transducer and Activator of Transcription，STAT)。IL-23R由独特的IL-23R亚单位及共享IL-12Rβ1组成。IL-27R由IL-27Rα亚单位(又称WSX-1)及gp130组成，通过配体结合STAT1和STAT3。IL-35R由IL-12Rβ2和gp130组成异源二聚体，在T细胞作用中通过结合STAT1、STAT4或分别结合两者形成一个独特的二聚体而结合到p35和EBI 3基因区域而作用[7，8]。Wang等[9]研究证实，在T细胞作用中，IL-35也可同STAT1、STAT4那样结合于STAT3发挥作用。IL-35可通过IL-12Rβ2和IL-27Rα组成的异源二聚体受体结合STAT1和STAT3作用于B细胞。因此有学者对作用于B细胞的IL-35R提出了新的猜想，但没有进一步探究作用于T细胞及B细胞的IL-35R有何不同。目前对IL-35的研究尚处于起步阶段，IL-35R及其信号转导的确切通路仍待进一步研究。

1.2IL-35表达及生物活性IL-35虽属于IL-12细胞因子家族，但有不同于其他炎症因子的特征，IL-12、IL-23、IL-27主要由树突状细胞、巨噬细胞、单核细胞等被抗原提呈细胞激活后而产生。Collison等[10]通过小鼠实验，初步证明IL-35主要由Tregs分泌，在随后的实验中进一步发现IL-35在静息和活化的细胞中则不表达。根据Tregs产生的机制不同，分为天然型(主要产生于胸腺，以CD4+CD25+Foxp3+为表型)和诱导型(主要是由成熟T细胞诱导而成，是Foxp3+非依赖型)两种亚型，有学者发现IL-35在人类与小鼠中的表达有差别，小鼠体内Foxp3+Tregs，可持续表达具有活性的IL-35[6,10]，而人类的Foxp3+Tregs，可受趋化因子表达受体CCR6， CXCR3， CCR4和CCR10的影响，可组成型表达IL-35[11，12]。近年的研究表明，IL-35除表达于Tregs外，还表达于树突状细胞、上皮细胞、内皮细胞及主动脉平滑肌细胞[7,13]。

IL-12家族中各种因子的作用也不一样，IL-12可诱导产生的IFN-γ的，促进Th1细胞的分化，拮抗IL-4的分泌，并阻止Th2型细胞反应，它可以抑制Th2细胞介导的疾病，如过敏性疾病、哮喘[14]；IL-23与IL-12类似，同样促进Th1应答和分化，还可作用于Th17细胞，同样可参与过敏性疾病及哮喘的发病[15]；IL-27可以下调T辅助细胞的应答，抑制Th2细胞驱动的感染，和Th17细胞的分化，参与过敏性疾病[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，且参与并介导多脏器病变的发病机制，如特发性多发性硬化、动脉粥样硬化、克罗恩、红细胞增多症、胰腺癌等[17-21]。Tregs对调节免疫耐受是必不可少的，同时IL-35能有效增强Treg细胞亚群的功能。Chaturvedi等[1]通过观察活化的人Tregs细胞与普通的T细胞(TCONV)，发现人Tregs的表达及IL-35发挥它的“抑炎能力”，是在EBI 3和IL-12A的大幅上升级基础上。Collison等[2]通过建立EBI3(-)和p35(-)的Tregs(即缺少IL-35 Tregs)的小鼠模型研究发现IL-35的表达缺失，Tregs的抑制功能减弱。Collison等还发现IL-35能诱导的CD4 +效应T细胞转化为Tregs，且能反过来表达IL-35，却缺乏的Foxp3、TGF-β和IL-10的表达[3]。因此，推测IL-35可增强Tregs介导免疫耐受。多项研究表明IL-35还能抑制Thl7/IL-17细胞的增殖分化并下调促炎因子的表达(如IL-10)发挥免疫介导作用[4,5]。

2IL-35在哮喘中的作用机制

越来越多的研究证实支气管哮喘是一种慢性非特异性气道炎症性疾病，其病程的始终由多种炎症细胞和炎症介质参与，经典的免疫机制是Th1/Th2失衡，且反应倾向于Th2应答，因此国内外大部分的研究及治疗是设法使Th2向Th1转化[22,23]，但用这种方法，受影响的炎症因子较多，有时候反而加重病情。已有研究表明IL-9、IL-17、IL-22、IL-25、IL-33等作为炎症因子介导哮喘的免疫发病机制[24,25]。哮喘作为慢性炎症性疾病，可从抑制炎症入手，找寻负向的炎症细胞或炎症因子，可从根本上抑制炎症，而抑制哮喘的进展。近年研究表明，作为新发现的炎症因子IL-35也参与哮喘的免疫发病机制。

2.1IL-35与Tregs的相互作用IL-35自1997年发现后，就有研究表明且IL-35与Tregs有着密不可分的作用，但其具体的免疫介导机制仍需进一步的研究。有研究证实Treg细胞能分泌IL-35，而IL-35能增强Treg细胞的介导能力[3,4,13]。

Park等[26]通过反复低剂量γ射线照射增强Foxp3+-Treg细胞减弱卵清蛋白(Ovalbu min，OVA)诱发过敏性哮喘小鼠模型实验中发现，小鼠支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar Lavage Fluid，BALF)Tregs增加的同时，IL-10、IL-2、IL-35的分泌增加，Treg细胞表达Foxp3+也增加了，而Foxp3+能增强Treg细胞的迁移，并对减少气道炎症及气道重塑气道一定的作用，Treg细胞可通过抑制CCL2/CCK2而抑制肥大细胞向肺组织的迁移，也可通过OX40/OX40L而抑制肥大细胞的作用。该结果显示，反复低剂量γ射线照射可使Foxp3+及Treg细胞增加，而降低OVA诱导的过敏性气道炎症及组织重塑。Moldaver等[27]通过OVA诱导的致敏小鼠实验中，发现IL-35参与过敏性疾病。Gregory 等[28]证实IL-35可通过诱导辅助刺激因子(Inducible Costimulator，ICOS)阳性的Treg细胞产生，并能有效衰减有特异性尘螨变应原小鼠的CD4+记忆性/效应Th2细胞介导的气道炎症，且IL-35与气道高反应AHR(Airway hyper-responsiveness，AHR )有着独立关系。Ma等[29]也证实Tregs在控制气道的高反应性时，IL-35是必需的。同时发现IL-35水平与IL-4呈负相关，与IFN-γ呈正相关，IL-4与IFN-γ均属于Th1型，这结论与哮喘中Th1/Th2相关气道反应预测一致。另外Huang等[30]研究发现，小鼠肺部给予PVAX-IL-35刺激后可有效下调Blot5(尘螨变应原的限制位点)特异性过敏性气道炎症，而且肌注PVAX-IL-35能够长效抑制循环中Blot5特异性及IgE。该研究结果表明，IL-35可能是一个潜在的过敏性哮喘的治疗靶向，通过其抑制CD4+记忆性/效应Th2细胞介导的过敏原特异性气道炎症。

近年国内也有许多临床实验证实IL-35参与哮喘的发病机制，实验收集哮喘患者及健康者的外周血清，发现两者血清中均能检测IL-35，但哮喘患者血清IL-35明显降低，且随着病情的逐步控制，其水平与健康者相当，且哮喘病情越重者其IL-35水平越低[31,32]。

鉴于以上可证实IL-35是Tregs发挥其免疫抑制必不可少的分子，且Tregs能通过IL-35发挥免疫抑制效应T细胞的作用，两者均参与气道高反应，未来IL-35能否成为操控Tregs免疫治疗哮喘的关键靶点，有待深究。

2.2IL-35与Th17/IL-17相互作用Th0细胞除了能选择性分化为Th1细胞、Th2细胞，还能在IL-6和IL-23的刺激下分化成一种新型的Th细胞——Th17细胞。而IL-17正是由这种新型的Th17细胞亚群特异性产生，IL-17是一个N末端信号肽含有155个氨基酸的糖蛋白，由二硫键连接的同源二聚体组成。在人类和小鼠中至少存在6个IL-17家族成员的配体(IL-17A～F)和5个受体(IL-17RA～E),研究证实IL-17具有强有效的促炎作用[33]，IL-17可以通过促进释放前炎症细胞因子来放大炎症反应，具有强大的招募中性粒细胞的作用，可促进IL-6、IL-8、粒细胞集落刺激因子以及前列腺素E2等细胞因子释放，促进大量黏液分泌，增加气道高反应性。Th17细胞在自身免疫中起重要的作用。经典的小鼠致敏的哮喘模型倾向于Th2型反应所介导。近些年渐发现Th17/IL-17参与许多慢性炎症、自身免疫性疾病[34-36]，且发现也参与过敏性疾病，介导炎症反应[37]。

Gregory等[28]通过OVA及脂多糖(LPS)致敏的小鼠建立IL-17依赖型的AHR，经过多次致敏原刺激后发现，小鼠气道内的IL-17分泌减少，AHR下降，而Th17细胞水平仍然很高，AHR的下降需要消耗大量的Foxp3+-Treg和ICOS，且其变化是可逆的。该研究结果提示，可通过ICOS阳性的Foxp3+-Treg产生的IL-35逆转IL-17依赖型的气道高反应。这为哮喘的进一步研究提供了价值。

Liu等[38]通过EBI 3缺陷C57BL6小鼠研究实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)时发现，Th17和Th1在中枢神经系统中的应答著增加，使IL-2和IL-17的外周淋巴中的分泌增加而促进疾病进展。而EBI 3是IL-35的结构成分，可说明IL-35缺乏，Th17/IL-17能加快自身免疫性疾病的进展，既IL-35对Th17/IL-17具有抑制作用。

Th17细胞作为促炎细胞参与哮喘及自身免疫性疾病，而Treg细胞具有明显的抑炎作用。Collison等[10]研究发现Foxp3是Treg细胞转录的关键因子，参与其分化及功能的发挥；EBI 3位于Foxp3链的下游，与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-17三者相互关联，共同参与慢性炎症及自身免疫性疾病的作用机制。

3结语

IL-35作为IL-12家族新成员之一，是一种有效的抑炎因子，通过增强Tregs亚群的功能、抑制Th17细胞的增殖分化和抑制IL-17的分泌参与哮喘的发病机制。但具体机制尚未完全清楚。IL-35R及其信号转导通路仍在研究中。我们相信，随着对IL-35研究的深入，有望为哮喘的控制、预防及治疗带来新的希望，为提高哮喘患者生活质量带来新的生机。

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[收稿2015-02-11]

(编辑许四平)

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通讯作者及指导教师：雷后兴(1961年-)，男，主任医师，教授，硕士生导师，主要从事小儿喘息性疾病研究，E-mail:865716937@163.com。

作者简介：扶红根(1989年-)，女，硕士，主要从事小儿喘息性疾病研究，E-mail:fhgen@foxmail.com。

中图分类号R392.11

文献标志码A

文章编号1000-484X(2016)01-0123-04

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