近期，宝藤生物与上海长海医院消化内科、普外科及上海交通大学附属瑞金医院消化内科合作，利用高通量靶向捕获测序技术分析了中国华东地区胰腺导管腺癌（PDAC）及PDAC并发糖尿病患者的基因变异信息，首次在中国人群中探索并描绘了PDAC并发糖尿病患者特有的免疫相关基因突变图谱，为胰腺癌与糖尿病相关性的临床研究提供了理论基础，同时为糖尿病患者诱发胰腺癌的早期筛查提供了新的分子生物学线索。相关研究成果以《Immune-related somatic mutation genes are enriched in PDACs with diabetes》为题于2019年6月在线发表在Translational Oncology上。

研究背景

胰腺癌（pancreatic cancer ，PC）具有恶性程度高、高转移性以及预后极差等特点，总体5年生存率仅为6%左右。中国胰腺癌发病率平均为7/10万人，而在上海等华东地区的发病率高达15/10万。

近些年来流行病学研究发现，2型糖尿病（T2DM）患者罹患胰腺癌的风险增加了近2倍。大规模临床研究显示，0.85%-7%的糖尿病患者首次诊断为胰腺癌，另有统计发现5年以上糖尿病史比无糖尿病史患者罹患胰腺癌的概率增加50%。诸多研究表明，糖尿病在胰腺癌的发生发展过程中扮演着重要的角色，然而糖尿病与胰腺癌之间相互作用关系以及糖尿病诱发胰腺癌患者的早期筛查分子标志物研究却鲜有报道。绘制糖尿病并发胰腺癌患者的基因突变图谱并探索二者潜在相互作用关系，对胰腺癌并发糖尿病患者的早期诊断和个体化医疗具有十分重要的临床价值。

本研究以中国华东地区PDAC患者为研究对象，通过基于NGS的靶向捕获测序技术，探索了PDAC和PDAC并发糖尿病患者的基因突变差异，并明确了PDAC患者的肿瘤突变负荷与糖尿病患病时间之间存在着正相关性。除了与TCGA数据库相似的常见PDAC突变基因模式外，我们的研究首次发现了13个基因的体细胞突变，特异性存在于PDAC并发糖尿病患者中；IPA分析显示这些基因富集于免疫相关信号通路。

研究结果

本研究由上海长海医院共纳入82例PDAC患者，根据是否并发糖尿病将研究病例划分为并发糖尿病（n = 24）和非并发糖尿病组（n = 58）。对其中32例PDAC患者的肿瘤组织及其配对的外周血（并发糖尿病组6例和非并发糖尿病组26例）进行了基于NGS的靶向捕获测序（包括551个癌症相关基因）和IPA分析。研究共发现来自153个基因的345个体细胞突变，并发现糖尿病患病时间与肿瘤突变负荷呈正相关。研究进一步发现了PDAC并发糖尿病患者中特异性的13个基因突变，之后在50例验证组PDAC样本（并发糖尿病组18例和非并发糖尿病组32例）中进行了13-基因靶向捕获测序结果的验证。

图1

如图1B和C所示，相比于非并发糖尿病组，胰腺癌并发糖尿病组的肿瘤突变负荷增加，且突变负荷与糖尿病患病时间呈正相关。

理论上来说，2型糖尿病引起的碳水化合物和脂代谢异常、高循环胰岛素水平以及慢性炎症可能导致能量感应相关通路的改变，如AMPK、mTOR、sirtuins和自噬信号通路，并通过降低遗传稳定性和DNA错配修复，增加基因突变和癌症发生的风险。与非并发糖尿病患者相比，我们观察到胰腺癌并发糖尿病患者的体细胞突变负荷略有增加；而在并发糖尿病组中，体细胞突变负荷与糖尿病患病时间也呈正相关。在6例糖尿病患者中，只有1例是新发（6个月），这位69岁女性的体细胞突变负荷为2个突变/Mb，癌症分期为ⅡB。其余5例长期（3～11年）糖尿病患者，体细胞突变负荷随患病时间而缓慢增加，且持续时间不超过10年。由于糖尿病患病时间与患者年龄之间没有显著相关性，我们观察到糖尿病PDAC患者体细胞突变负荷与糖尿病患病时间之间的正相关，为长期糖尿病对PDAC疾病进展的影响提供了新的证据。

图2

IPA分析显示并发糖尿病组突变基因显著富集于免疫相关通路，具体表现为只存在于并发糖尿病组的13个基因(PIK3CD、SNCAIP、IRF4、HLA-A、NOTCH4、PIM1、ETV6、B2M、CD70、PRDM14、TGFBR1、FLT1和PARP2) 的非同义突变（图2A和B）。

图3

这一结果通过针对性的13-基因靶向捕获测序在独立的验证队列（n=50）中得到了确认，13个基因均在并发糖尿病组（n=18，p=2.6964E-08）有显著的富集（图3）。

2型糖尿病的病理生理变化主要表现为β细胞功能障碍、胰岛素抵抗和慢性炎症。与此相符，我们发现13个基因的突变信息主要在STAT3和促炎性Th1通路中富集。此外，IPA结果还显示基因突变与IL-4和Th2信号通路的激活有关。IL-4既是Th2细胞的主要产物，也是Th2的主要诱导因子。Th2细胞因子，尤其是IL-4和IL-13，在正常生理条件下以及在癌症中介导免疫反应和免疫微环境，并在体液免疫中起重要作用，参与多种生物学效应，包括细胞生存和粘附、肿瘤增殖和转移。在Th2和IL-4信号通路激活中富集的突变基因可能是源于2型糖尿病的影响，并进一步促进了PDAC的发生和发展，但仍需要更多的证据来证明这一现象是否特异存在于糖尿病胰腺导管腺癌患者。

结论

长期糖尿病（≥3年）可随着时间的推移引起体细胞突变增多，从而促进肿瘤的发生。与免疫相关通路相关的基因突变或可用于区分胰腺癌并发糖尿病患者和胰腺癌非并发糖尿病，从而为糖尿病诱发胰腺癌患者的早期筛查和个体化医疗提供理论依据。

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参考文献：

Translational Oncology.Volume 12, Issue 9, September 2019, Pages 1147-1154. https://doi.org/10.1016/j.tranon.2019.03.006