摘要: 研究背景： 流行病学研究表明，与非糖尿患者群相比，糖尿病患者肿瘤发生更为常见。因此调查2型糖尿病（T2DM）患者患癌症的风险，分析其危险因素，进一步阐明T2DM增加肿瘤发病风险可能的机制，为预防控制T2DM患者伴发肿瘤提供理论依据。 目的：... 展开 研究背景： 流行病学研究表明，与非糖尿患者群相比，糖尿病患者肿瘤发生更为常见。因此调查2型糖尿病（T2DM）患者患癌症的风险，分析其危险因素，进一步阐明T2DM增加肿瘤发病风险可能的机制，为预防控制T2DM患者伴发肿瘤提供理论依据。 目的： 本研究拟利用回顾性的病例对照研究设计筛选2型糖尿病患者伴发癌症的危险因素，利用经典机器学习算法构建预测模型，评估糖尿病及其病程、相关临床指标以及降糖治疗药物与癌症发生风险的关系，为2型糖尿病与癌症的防治与管理提供临床建议。其次，利用2011-2021年建立的长春市健康队列的基线流行病学和随访中的糖尿病信息，统计研究对象的基本信息，并分析T2DM是否是肿瘤发生的独立危险因素。随后利用GEO数据库，从多基因角度挖掘T2DM患者伴发肿瘤的可能机制，初步构建T2DM和恶性肿瘤的免疫细胞水平景观图，探讨免疫细胞与T2DM伴发癌症的关联性。最后，利用双样本孟德尔随机化方法探究T2DM及血糖相关检测指标与恶性肿瘤的因果关联。 方法： 1.病例分析研究的研究对象来自2013-2022年吉林省长春市4所三甲医院住院部收治的T2DM患者46066例。分成单纯T2DM组（n1=30272）,T2DM伴发肿瘤组（n2=15794）。比较组间的一般人口学资料，糖尿病病程、个人史、疾病史、血糖血脂相关指标、循环微量元素水平和胰岛素抵抗程度。通过单因素分析筛选T2DM患者伴发肿瘤的危险因素。 2.分析T2DM患者降糖药物的使用与肿瘤风险的关系：分别统计服用每种药物的患者数，单独使用每种药物的患者数，联合用药的患者数量，并使用多因素logistic回归调整年龄、性别、病史等混杂因素后，分析其与伴发恶性肿瘤的关系。将胰岛素使用分成低、中、高三个剂量组，分析不同剂量组患者伴发肿瘤的风险差异。 3.队列研究的研究对象来自2011-2021年长春市健康队列，共9529人，其中T2DM患者1501例，非T2DM患者8028例。研究设计分析2型糖尿病患者的基线资料，利用Cox比例风险回归模型分析T2DM是否作为癌症的独立危险因素，并探究T2DM患者的生活习惯，情绪状态，疾病史对癌症风险的影响。 4.构建2型糖尿病患者的肿瘤风险预测模型：利用LASSO算法筛选特征变量，logistic回归、随机森林和支持向量机算法分别构建2型糖尿病患者的癌症风险预测模型，并使用Delongtest比较模型的预测效果。 5.T2DM与肿瘤风险相关的机制探索：在GEO数据库中选择在T2DM患者中发生率较高的十种癌症组织与癌旁组织的测序数据，以及T2DM患者样本和正常人样本的基因表达数据。对相同类型肿瘤的数据集进行合并，以|log2foldchange|＞1且p.adj＜0.05为差异基因的筛选标准筛选不同癌症与T2DM差异的共同差异表达基因（CDEGs,Commondifferentialexpressiongenes）。选择胃癌与结直肠癌进一步对CDEMs进行功能富集分析和PPI网络构建，利用CytoHubba插件通过最大团中心性（maximumCliqueCentrality,MCC）算法筛选重要性排名前10的hub基因。随后利用Cibersort软件包分析浸润免疫细胞和基质细胞群的群体丰度，利用spearman相关分析计算共同DEM表达量与22个免疫浸润细胞丰度的相关性，绘制相关性热图。 6.双样本孟德尔随机化方法探究T2DM及血糖相关指标与胃癌和结直肠癌的因果关联：以FPG，2h-PG，空腹胰岛素（FIRI），HbA1c和T2DM作为暴露因素，其中血糖性状的遗传预测数据来自2021年葡萄糖和胰岛素相关性状联盟（MAGIC）进行的GWAS研究，将年龄、研究地点和主要成分作为协变量进行调整。胃癌的SNPs结果数据从日本生物银行（BBJ）的大型GWAS研究中获得。使用达到全基因组显著性阈值（p＜5×10-8）的SNPs位点作为遗传工具变量，对于在该阈值下，只得到2个或以下的SNP时，将阈值放宽为p＜5×10-6。利用MRPRESSO方法和MR-Egger回归截距评估水平多效性。 结果： 1.本研究共纳入T2DM患者46066例，其中单纯T2DM患者30272例，T2DM合并肿瘤（T2DM+CA）患者15794例。T2DM+CA组患者的女性比例较高、年龄更大、BMI更高、糖尿病病程更长（p＜0.001）。 2.T2DM伴发恶性肿瘤中消化系统肿瘤占比最高，共4242例（32.14%），其次为呼吸系统3043例（25.78%）、泌尿生殖系统3131例（23.72%）、内分泌和免疫系统1080例（8.18%）、血液和造血系统589例（3.46%）等，除男女生殖系统恶性肿瘤具有性别特异性之外，男性在消化系统（40.13%），呼吸系统（30.28%），淋巴系统（3.93%），血液与造血系统（5.57%）的肿瘤构成比均高于女性（p＜0.05）。 3.不同年龄组2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的风险：合并不同系统肿瘤的患者年龄均显著高于单纯T2DM组（allp＜0.001）。随着年龄增长，2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的风险逐渐显著升高。与年龄小于20岁的患者相比，年龄在20-30，30-40，40-50，50-60，60-70，70-80，和＞80岁区间的2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的风险分别是其1.43，2.03，2.86，4.24，5.90，6.00，7.94倍。 4.BMI对2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的影响：与BMI≤24kg/m2患者相比，BMI在24-28kg/m2，28-32kg/m2，＞32kg/m2区间的2型糖尿病患者发生恶性肿瘤的危险度分别是BMI≤24kg/m2患者的1.53倍，1.38倍，1.21倍。 5.糖尿病病程对2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的影响：自糖尿病诊断以来5至10年的患者伴发肿瘤的风险最高，是糖尿病病程＜5年的患者的2.51倍。随着糖尿病病程的增长，伴发恶性肿瘤的风险逐渐降低，但仍然显著高于病程小于5年的T2DM患者（p＜0.001）。 6.T2DM患者每日胰岛素剂量是伴发癌症的独立危险因素，中剂量组和高剂量组受试者癌症风险分别是低剂量组的1.481和1.808倍（p=0.003）。 7.肿瘤标志物与血糖检测指标之间的相关性分析结果显示，CA199、CA125、CA153、CA50、CEA、cPSA均与FPG呈显著正相关。CA199、CA153、CEA、cPSA、SF与2h-PG呈显著正相关。APT与INS呈显著正相关。CEA和cPSA与CP呈显著负相关，而HE-4与CP呈显著正相关。CA199、CA125、CA242、CEA、AFP、cPSA均与HbA1c呈显著的正相关。CA199还与HOMAIR呈显著正相关（allp＜0.05）。 8.队列研究设计的基线资料显示，T2DM患者与对照组相比，年龄更高，体重更重，腰围和臀围更宽，BMI和腰臀比更高。60~69岁年龄段之间T2DM患病率最高，70岁之前患病率随着年龄增长而不断上升，70岁以后T2DM患病率有下降趋势。随着年龄增长，体重有下降的趋势，腰围和腰臀比有上升的趋势。60~69岁年龄段BMI最高，同时患病率也最高。家人吸烟、接触化学物质及放射线是患T2DM的危险因素。不饮酒和偶尔饮茶是T2DM的保护因素。每周吃夜宵天数＞3、每周吃早餐天数＜3、每周吃午餐天数＜3是患T2DM的危险因素。进行轻度活动是T2DM的保护因素，也是T2DM患者肿瘤风险的保护因素。心梗、脑卒中、冠心病、高血压、下肢动脉病变、高血脂、胆囊炎、胆结石、慢性胰腺炎和肾结石是T2DM的危险因素。 9.Cox风险比例回归分析显示，调整了年龄性别、BMI、病史信息后，T2DM是癌症风险的独立危险因素。遵医嘱控制饮食，规律服用降糖药物，规律使用胰岛素的患者，和补充营养素是T2DM患者伴发肿瘤的保护因素。几乎每天都有轻生或伤害自己的想法是T2DM患者伴发肿瘤的危险因素，与家人关系差的T2DM患者伴发肿瘤的风险高于与家人关系好的患者。 10.调整了年龄、性别、BMI和疾病史的限制性立方样条分析表明，FPG和2h-PG与癌症风险呈“J”形关联。癌症风险度最低点的FPG为5.1mmol/L，2h-PG为8.1mmol/L。另外，随着FPG在（2.4-5.1）mmol/L这个范围的增加，癌症风险降低，但当FPG超过5.1mmol/L继续增加时，伴发癌症的风险开始显著升高。随着2h-PG在（4.9-8.1）mmol/L这个范围的增加，癌症风险降低，但当2h-PG超过8.1mmol/L继续增加时，伴发癌症的风险开始显著升高。 11.由糖尿病病程、性别、BMI、胰岛素用量、吸烟、饮酒、FPG、FIRI、HbA1c、CPHD和CRHD共11个变量作为预测因子构建的T2DM患者肿瘤风险预测模型显示，logistic回归模型、随机森林模型和支持向量机模型均有良好的预测效果。其中随机森林模型预测效果最优，ROC曲线下面积达0.9455。 12.胃癌在肿瘤组织和癌旁组织之间的差异基因与T2DM的DEGs的共同差异基因最多，有106个。其次是肺癌，105个，乳腺癌101个，结直肠癌74个，宫颈癌45个，前列腺癌43个，肝癌42个，膀胱癌26个，子宫内膜癌24个，胰腺癌21个。胃癌和T2DM的CDEGs显著富集于癌症中的转录失调，糖尿病性胃肠疾病，以及IGF-1，NF-kB，JNK/SAPK，AMPK等通路。其中MYC,COL3A1等是胃癌与T2DM共同差异基因中的关键基因。结直肠癌和T2DM的CDEGs显著富集于矿物质的吸收通路，其中MT1基因家族,PLA2G2A等是胃癌与T2DM共同差异基因中的关键基因。 13.双样本孟德尔随机化研究结果显示，IVW，MR-Egger和WME三种分析方法均提示T2DM与胃癌和结直肠癌之间存在因果关系。而不提示FPG，FIRI，HbA1c，2h-PG与两种癌症的因果关联。敏感性分析显示没有SNP会对结果产生偏移影响，结果较为稳健。 结论： 1.2型糖尿病患者伴发恶性肿瘤的风险在年纪较大，BMI较高，糖尿病病程较长，有吸烟饮酒习惯，冠心病或脑卒中病史的患者中较高。尤其是对于年龄大于40岁，BMI在24-28kg/m2区间，糖尿病病程在5-10年间的T2DM患者，有必要进行肿瘤筛查。 2.对于T2DM患者降糖药物的选择，针对高龄，高BMI，长糖尿病病程和有吸烟饮酒史，冠心病，脑卒中病史的伴发肿瘤风险较高的2型糖尿病患者中，建议选择有控制体重作用的降糖药物，而谨慎选择胰岛素促泌剂和高剂量的胰岛素。 3.T2DM是癌症风险的独立危险因素，T2DM组的癌症发生率为4.3%，显著高于对照组的0.8%。T2DM患者应遵医嘱控制饮食，规律服用降糖药物，进行轻度活动，减少夜宵次数，规律吃早餐和午餐，保持身心健康。尤其是对于有心梗、脑卒中、冠心病、高血压、下肢动脉病变、高血脂、胆囊炎、胆结石、慢性胰腺炎和肾结石的T2DM患者是发生癌症的高危人群，更应该注意以上生活习惯的调整。 4.FPG和2h-PG与癌症风险呈“J”形关联。癌症风险度最低点的FPG为5.1mmol/L，2h-PG为8.1mmol/L。临床上应密切观察肿瘤高危T2DM患者的FPG和2h-PG指标，鉴于其与肿瘤的非线性相关关系，过高过低均会增加肿瘤风险。 5.由糖尿病病程、性别、BMI、胰岛素用量、吸烟、饮酒、FPG、FIRI、HbA1c、CPHD和CRHD共11个变量作为预测因子构建的T2DM患者恶性肿瘤风险预测随机森林模型具有较好的预测效果。 6.多种肿瘤标志物与血糖或胰岛素抵抗相关指标如FPG、2h-PG、INS、CP、HOMAIR等显著相关。提示T2D 收起