白介素-35 的生物学特性及其在鼠伤寒沙门氏菌感染疾病的关系研究进展

何 珍，田 棋

(长江大学动物科学学院，湖北 荆州 434200）

白介素35（IL-35）是IL-12 家族成员之一，能够抑制炎症应答，诱导免疫耐受，它由多种细胞分泌，在B 细胞中通过TLR4+CD40 激活后促进p35和EBi3 mRNA 的表达，EBi3 蛋白在BCR 参与后可增加的分泌；而IL-35 是自然调节性T 细胞直接分泌产生的，自从IL-35 被鉴定以来，随着对其分泌组织和靶点结构的研究越来越深入，IL-35 的治疗作用变得更加清晰，在治疗自身免疫性疾病、肿瘤性疾病以及感染性疾病等方面很可能成为新的治疗靶点。沙门氏菌感染性疾病的感染机制比较复杂，在沙门氏菌入侵宿主细胞后的复制会导致一系列疾病，尤其是鼠伤寒沙门氏菌会引起动物机体一系列的肠道和全身性的疾病。在感染鼠伤寒沙门氏菌后，机体免疫抑制的异常表现，主要是调节性T 细胞、CD8+Treg 细胞、活化树突状细胞和调节性B 细胞等具有免疫抑制作用的细胞生成减少，导致IL-35 分泌减少，炎症抑制作用降低；而特异性T 细胞以及B 细胞介导的免疫反应在致病菌侵袭机体时能有效地发挥抵御作用。动物机体被鼠伤寒沙门氏菌侵入后机体会产生大量的B 细胞，同时诱导特异性CD4+和CD8+T 细胞的大量增殖，从而引发强烈的免疫应答反应。本文主要讨论IL-35 的生物学特性以及与鼠伤寒沙门氏菌感染性疾病的关系的研究进展，希望IL-35 能成为畜禽沙门氏菌感染疫病的防控提供新的治疗靶点。

1 IL-35 的认识

1.1 IL- 35 结构与分泌 IL-35 属于IL-12 家族，由IL-12α 链的p35 和IL-27β 的EBI3 亚基组成的异二聚体，由p35、p28 和p19 构成α 亚基，p40和EbI3 组成β 亚基，前者有一个4α 螺旋束的典型细胞因子，后者则与可溶性的细胞因子同源。病原体入侵宿主进入细胞，抗原呈递细胞（APC）通过病原体特异性被激活，则会产生IL-12，IL-23，IL-27。作为新细胞因子，它有着与家族其他成员的促炎相反的抗炎功能：能参与对CD4+细胞亚群的负调控过程，体内外的Th17 和IL-17 的分泌产生均可受到IL-35 的影响出现分化及增殖产生减少，同时经促炎细胞因子TNF-α，IFN-γ，IL-1β 的诱导后，IL-35 的表达量增加；调节性T 细胞（Treg）分泌具有生物活性IL-35。p35 和EbI3 在胚胎滋养层细胞中也存在分泌。

1.2 IL- 35 的受体及信号转导 IL-12 家族的成员由异二聚体细胞因子组成；大部分家族成员的免疫功能是促进炎性细胞的产生，而IL-35 是抑制性细胞因子，与IL-12 家族其它成员不同的功能是，IL-35 的信号是通过IL-12Rβ2 和gp130 非常规受体发出的，而它的信号传导主要通过信号转导子和转录激活子家族的蛋白质进行；而信号通路由STAT1、STAT3、STAT4、JAK1 和JAK2 分子组成。构成IL-35 的两个亚基p35 和EBI3 与受体的两个亚基IL-12Rβ2 和gp130 分别连接，从而使得JAK1和TYK2 磷酸化被激活，与T 细胞上的IL-12Rβ2：gp130 受体相结合，激活信号转导及转录激活因子中的STAT1 和STAT4，从而形成由一个α 链p35和一个β 链EBI3 亚基组成的异二聚体，经过STAT1 和STAT4 转导信号至细胞核内，与靶基因的启动子中特异的DNA 序列相结合，从而达到调节具有细胞因子特异的基因表达和一系列的生物学效应。在IL-35 与其受体结合后，其下游信号转导通过STAT1 和STAT4 形成的独特异二聚体，促进靶基因的表达，包括EBI3 和p35，而靶基因是能够形成促进IL-35 表达的一个反馈环。IL-35 通过触发STAT 1/3 通路，同时阻断p38 MAPK 和NF-κb信号通路，幼稚的单核细胞源性树突状细胞（MoDC）不被刺激分化，能从一定程度上缓解炎症进程，此外，STAT1 和STAT4 信号通路是IL-35 发挥免疫功能的必经之路，激活这两条信号通路才能发挥有效的抑制功能。

1.3 IL- 35 的生物学活性 IL-35 具有独特的免疫活性，由多种细胞分泌，一部分细胞需要经过刺激或诱导产生，而调节性T 细胞可直接分泌，它同时也是将抑制效应发挥到最大的一种细胞因子，Tregs中IL-35 的大量表达与其抑制能力有关，具有免疫耐受的IL-35 在体内抑制Th17 细胞的活化和增殖，是维持自身免疫耐受的重要机制之一。IL-35 促进天然调节性T 细胞增殖，诱导Foxp3+iTer 细胞的生成，提高机体免疫抑制功能。IL-35 通过诱导幼稚T 细胞分化出具有免疫抑制作用的新型调节性T 细胞iTr35，iTr35 又可以通过分泌IL-35，两者形成正向调节，发挥免疫抑制作用。G1 期细胞由于可溶性二聚体细胞因子能够诱导负调控导致生长停滞，但不会造成细胞凋亡，以致于Th17 和Th1 细胞生长受到抑制，并通过STAT1 分子抑制IFN-γ 和TNF-α 的活性，抑制效应性T 细胞分泌细胞因子，其中就包含IL-35。

IL-35 能够上调抗炎因子的表达和下调刺激细胞因子的表达，将免疫抑制作用发挥到最大。Niedbala 等发现，IL-35 在体外其能促进 CD4+ CD25+Treg 细胞增殖，抑制CD4+ CD25-T 细胞增殖，治疗胶原性关节炎疾病发现，IL-17 分泌受到抑制、IFNγ 的产生有增强现象的患者病症有所缓解；患结肠炎的感染模型体内Treg 细胞中不分泌IL-35，不能控制效应T 细胞的增殖，使病程加快；而分泌IL-35 的感染模型病程相对稳定，预后良好。对慢性HBV 感染的研究发现，IL-35 能通过抑制促炎细胞因子表达提高免疫耐受。IL-35 能促进 CD4+、CD25+、Treg 细胞在机体内的繁殖，在乙肝患者外周血中的Treg 数量远高于健康者，在机体受到乙型肝炎病毒攻击时能够一定程度上保护受伤的肝脏。总之，鉴于IL-35 的这些免疫抑制功能，IL-35 在很多疾病方面起着重要的生物学作用。

2 IL-35 与鼠伤寒沙门氏菌感染性疾病的关系

沙门氏菌（Salmonella）是在20 世纪90 年代根据美国病理学家Daniel Elmer Salmon 所命名，在1885 年霍乱流行的时期他和他的搭档Theobald Smith 第一次67 分离出猪霍乱沙门氏菌。鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）是一种非特异性人畜共患菌，由2600 多种血清型组成。它属于肠杆菌科的革兰氏阴性细长杆菌，兼性厌氧，37℃是最适合的生长条件，大小为（0.2～1.5）×（2～5）μm，沙门氏菌属成员为兼氧型的细胞内寄生菌，大部分血清型菌株有鞭毛和菌毛，这些结构使得它们能运动，所以在半固体琼脂培养基上可以发现它们为扩散生长。分布广、传播快、难治愈是沙门氏菌的特点，严重威胁给发展中国家和发达国家的公共卫生安全。据不完全数据显示，每年全球有超过2000万人的感染是有沙门氏菌所引起，在很大程度上威胁着人类身体健康，以及公共卫生安全。在世界各国，由于误食用沙门氏菌污染的肉类食品引起的的疾病一直是高居不下，尤其是美国，其排名常常排在第一位。沙门菌在我国从食源性疾病和食物中毒病例中分离的病原体排行数据中排在前三，鼠伤寒沙门氏菌则是检出率排名第一。鼠伤寒沙门氏菌是引起食源性疾病的最常见血清型之一，大多数人类感染是由动物源性食物引起的；沙门氏菌感染的严重程度和结果由多种细菌和宿主因素决定。细胞因子是宿主对细胞内病原体反应的关键调节因子；消化道是沙门氏菌感染的主要途径，畜禽感染沙门氏菌后，会出现发热、腹痛、腹泻等临床症状，严重者可以使怀孕母畜流产，给养殖业造成重大经济损失。

2.1 鼠伤寒沙门氏菌流行病学 西方学者认为，暴发于公元前430 年的“雅典瘟疫”是伤寒热最主要的起因。而在近代医学史上最经典的传染病例子是美国的“伤寒玛丽（Typhoid Mary）”事件，此次事件直接导致52 人感染伤寒沙门氏菌，其中有7 人死亡；近千人由于间接传播被感染。在日常生活中，沙门氏菌常见的血清型主要为鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌，在20 世纪90 年代中期在巴西鼠伤寒沙门氏菌是最早被分离出来的一种血清型，是全世界各地人类、家禽家畜以及野生动物的主要肠道致病菌。沙门氏菌不仅直接损伤人和动物的健康，还间接影响人类、工农业和畜牧业的发展，可使全球经济遭受一定的损失；随着社会进步和科技发展，现代化的消毒灭菌设备也被应用于大大小小的养殖场中，但由于种种原因沙门氏菌污染还是普遍存在，尤以鼠伤寒沙门氏菌污染严重和广泛，当机体免疫力下降时，沙门氏菌就会发生内源性感染，尤其是无症状携带者作为传染源的传染方式极其难以预防和察觉，容易造成大面积的群体感染，以致于防治成本增加；由于沙门氏菌对外在环境的不利因素具有很强的适应性，以致于在养殖场中，沙门菌可以通过水源，饲料，污水，蚊虫等多种途径进行传播，养殖场一旦受到沙门氏菌的污染，将难以根除，为畜牧养殖留下生物安全隐患。

2.2 IL- 35 与鼠伤寒沙门氏菌感染关系的研究进展 由于IL-35 在疾病中的强大的免疫抑制作用，成为了国内外各个学科领域的研究人员的研究的重点目标。机体免疫细胞能在在各种疾病的刺激下产生IL-35 进行负性调节免疫，包括多种感染性疾病、冠心病、肿瘤性疾病都被认为与IL-35 的表达量存在一定的联系。IL-35 基因敲除动物的炎症性免疫反应更加明显和严重，从而使得疾病进程加快。Ping Shen 等研究发现，产生IL-35 的B 细胞是负性免疫调节中的新的关键角色，表达IL-35 的小鼠，对细胞内细菌病原体鼠伤寒沙门氏菌感染的抗性显著提高，主要表现在它们对细菌生长的强大的抑制作用。Jolita J 研究发现未感染鼠伤寒沙门氏菌的猪在48h 后IL-35 被明显抑制，说明沙门氏菌感染后IL-35 会大量表达，下调沙门氏菌感染的相关反应。Muyiwa Awoniyi 等研究发现，IL-35 在急性沙门氏菌感染期间调节宿主抵抗和肠道炎症中起着关键作用，是抵抗沙门氏菌以及诱导肠道炎症和上皮损伤所必需的。缺乏B 细胞产生IL-35 的小鼠中发现与抗原呈递细胞（APC）的增强刺激功能有关。Wirtz S 等实验表明IL-35 控制小鼠T 细胞依赖性结肠炎的发展，它可能成为慢性肠道炎症的治疗靶点。Uthe JJ 等研究表明感染了鼠伤寒血清型的猪通常会发生严重程度不同的小肠结肠炎，而猪感染鼠伤寒沙门氏菌后的病程进展差异可能与IL-35 基因有密切的关系。CD138 浆细胞产生IL-10 和IL-35，抑制EAE 和沙门氏菌肠道感染的促炎症反应；鼠伤寒沙门氏菌感染还能诱导小鼠脾脏CD138 浆细胞产生IL-10 和IL-35。在鼠伤寒沙门氏菌感染的早期，天然免疫系统会立即入侵的细菌做出反应，吞噬细胞的活化以及炎症因子的产生在抑制鼠伤寒沙门氏菌的增殖方面起着关键的作用，而在感染的后期，能有效地控制和消灭细菌。鼠伤寒沙门氏菌的感染后机体会产生大量的B 细胞，同时诱导特异性CD4+和CD8+T 细胞的大量增殖，从而引发强烈的免疫应答反应。特异性T 细胞以及B 细胞介导的免疫反应能有效地抵御细菌的侵染。

3 小 结

IL-35 在众多疾病中都具有强大的免疫抑制活性，在沙门氏菌感染中也发挥着有位关键的免疫抑制作用，但是，IL-35 在动物机体感染鼠伤寒沙门氏菌之后在不同的免疫细胞是否也分泌了IL-35 从而抑制疾病的进程以及细胞分泌IL-35 时受到哪些特异的转录因子调控，具体的调控过程。积极推动IL-35 的深入研究，有助于IL-35 在沙门氏菌感染性疾病中能够开拓防御与治疗的新局面。