Pediatric Endocrine Unit (T.L.S., L.L.L., M.M.), Massachusetts General Hospital for Children and Harvard

Medical School, Boston, Massachusetts 02114; and the Neuroendocrine Unit (T.L.S., S.K.G., M.M.), Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, Massachusetts 02114

摘要 

背景：肥胖與自發(fā)和刺激的GH分泌下降有關。但體重指數(shù)（BMI）對矮身高兒童GH刺激試驗結果的影響尚不了解。

目的：本文的目的為確定BMI對矮身高兒童刺激試驗GH峰值的影響。

設計與參加者：本文為馬薩諸塞州總醫(yī)院兒科內(nèi)分泌門診2004~2008年116名2~18歲兒童GH刺激試驗的回顧性研究。主要結果指標：主要結果指標為刺激試驗GH峰值。測量身高、體重、IGF-I和IGF-I結合蛋白3。

結果：在單變量回歸分析中，BMI SDS與刺激試驗GH峰值的自然對數(shù)（ln）相關(P = 0.002)，而身高SDS、ln IGF-I和IGF結合蛋白3與ln GH峰無顯著性相關。在控制年齡、性別、青春期狀態(tài)后，BMI仍然與ln GH峰獨立相關(P = 0.002)。BMI SDS顯著影響使用10、7、5ug/ml界值點的診斷的GH缺乏的概率。

結論：在矮身高兒童，BMI影響刺激試驗GH峰值，在解釋GH刺激試驗時應當考慮到這一點。較高的BMI SDS，甚至在正常范圍內(nèi)，可能也導致GH缺乏的過度診斷。

(J Clin Endocrinol Metab 94: 4875–4881, 2009) 

肥胖成年人自發(fā)的和刺激的GH分泌下降，可能是自由脂肪酸抑制GH的結果。兒童的數(shù)據(jù)雖然有限，但肥胖兒童青少年刺激的和內(nèi)源性GH分泌也低于正常體重對照組。與成年人一樣，肥胖兒童相對GH缺乏與內(nèi)臟脂肪增加和心血管風險標志物的增加有關，并在體重降低或限制熱量時是可逆的。另有證據(jù)提示，GH下降并非腹部肥胖才有的病理生理學狀況，而是存在隨肥胖的增加GH下降的連續(xù)譜，甚至在體重正常的兒童也是這樣。在46名健康男孩組群，Martha et al.證明體重指數(shù)（BMI）SDS與幾項內(nèi)源性GH分泌參數(shù)負相關，包括總24小時GH分泌和分泌脈沖波幅。同樣，在132名正常身高、體重的健康兒童，Rose et al.證明了BMI與女孩多次取樣測量的整夜GH分泌平均數(shù)負相關，盡管這種相關在男孩無顯著性。在208名健康兒童，Albertsson-Wikland et al.發(fā)現(xiàn)青春期的身高別體重SDS與GH分泌速率負相關，但在青春期前兒童無相關。

盡管這些數(shù)據(jù)有力支持了兒童BMI對自發(fā)GH分泌的負作用，但迄今對BMI與矮身高兒童GH刺激試驗峰值之間關系的資料甚少。對這種關系的了解是重要的，因為盡管這種試驗的重復性較差，但矮身高兒童要常規(guī)接受GH刺激試驗。在一項多重研究中，兒童期診斷為單純性GHD的個體，在成年期重復試驗時有很大比例的個體為非GHD，提示在許多的兒童，刺激試驗產(chǎn)生了假陽性GHD診斷。Maghnie et al.證實，營養(yǎng)狀態(tài)可能是某些假陽性的原因。在他們的組群中，3天低熱量飲食后，初始刺激試驗說明的17名GHD矮身高兒童中，有11名顯著增加了GH峰值，說明了GH的充足。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，長期營養(yǎng)狀況的綜合指標-BMI也可能影響刺激試驗GH峰值。在本文中，我們的目的為確定BMI對矮身高兒童GH刺激試驗結果的影響。

受試者和方法

最后分析中的受試者包括116名以前未進行過GH實驗的男女矮身高兒童，年齡2~18歲，2004~2008年期間兒科內(nèi)分泌就診，無性類固醇治療，有過GH刺激試驗，至少使用下列兩種藥物：可樂寧、精氨酸L-多巴/碳化多巴胺或心得安。因為我們的目的是證明BMI對健康矮身高兒童GH刺激試驗的影響，所以分析中未包括嚴重慢性疾病或已知特納綜合癥的兒童。另外，也排除了可能真正為GH缺乏的中樞神經(jīng)系統(tǒng)瘤和多種垂體激素缺乏的兒童。83%的刺激GH峰值低于10ug/L的病人經(jīng)過磁共振成像證實，其中4名兒童為異常MRI表現(xiàn)，因此被排除。也排除了接受可能影響內(nèi)源性GH分泌藥物的兒童，例如口服或吸入皮質(zhì)類固醇、安定藥物、恩丹西酮。1名受試者因無完全刺激試驗數(shù)據(jù)而被排除。該研究得到衛(wèi)生保健系統(tǒng)學會審查委員會的批準。

使用四種不同的刺激試驗方案來估價GH分泌：精氨酸/可樂寧(n = 31, 精氨酸0.5 g/kg, 最大30 g, 靜脈內(nèi)30分，然后靜脈內(nèi)可樂寧100 μg/m2 30分中；在120分鐘中每30分取一次血樣)；多巴胺/心得安（n = 7,信尼麥(10 mg 卡比多巴/100 mg 左旋多巴) 150–175 mg/m2, 最大250 mg, 心得安 0.75 mg/kg, 最大40 mg, 在30, 45, 60, 90和120分鐘取血樣）；可樂寧/多巴胺/心得安(n = 63,上述劑量可樂寧后150分鐘時，以上述劑量信尼麥和心得安處理，在30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 195, 210, 225和240分鐘取血樣)。

由臨床圖表和電子檔案獲取身高、體重、IHG-I、IGFBP-3、青春期發(fā)育分期、甲狀腺功能、GH刺激試驗類型、以及刺激后GH峰值。當無刺激實驗當天的身高、體重、IGF-I、IGFBP-3和青春期分期時，搜集刺激實驗前3個月之內(nèi)測試的數(shù)據(jù)；在這段時間內(nèi)分別有23和34名病人無IGF-I和IGFBP-3數(shù)據(jù)。評價青春期發(fā)育狀態(tài)（Tanner女乳房發(fā)育和男外生殖器分期）并由主治內(nèi)分泌醫(yī)生確認。在6名病人無青春期發(fā)育狀態(tài)評價。67名病人在刺激試驗有骨齡數(shù)據(jù)。計算BMI，并使用2000年國家兒童衛(wèi)生統(tǒng)計標準計算BMI和身高的SDS。GH和IGF-I峰以自然對數(shù)轉換，因為以Shapiro-Wilk W檢驗，這些數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布。

測定

使用固相、雙位點化學發(fā)光免疫方法測量血清GH水平，分析的靈敏度0.01 μg/l，批內(nèi)變異系數(shù)（CV）2.9–4.6%，批間CV4.2–6.6%。使用同樣的方法測量血清IGF-I水平分析的靈敏度為20μg/l，批內(nèi)CV為2.3–3.9%，批間CV 3.7–8.1%。使用競爭結合RIA方法測量IGFBP-3水平，測量的最低限度為0.3 mg/l，批內(nèi)CV為5.1–13%，批間CV5.5–17%。

統(tǒng)計分析

使用JMP5.0.1.2完成統(tǒng)計學分析。對于GH水平和IGF-I數(shù)據(jù)，使用自然對數(shù)將非正態(tài)分布的轉換為近似正態(tài)分布。使用Pearson相關系數(shù)，對連續(xù)數(shù)據(jù)進行單變量分析，對分類變量使用t檢驗。對多組數(shù)據(jù)的比較使用：1）對連續(xù)變量Tukey-Kramer 檢驗后進行ANOVA；2）對分類變量使用Pearsonχ2檢驗（在單元大小不足n=5時）或Fisher精確檢驗。使用多變量逐步回歸模型確定GH峰值水平的獨立預測因素，進入分析的協(xié)變量包括已知或懷疑影響GH分泌的因素，例如，年齡、性別、青春期狀態(tài)、ln IGF-I、BMI和使用的刺激試驗類型。P<0.05為統(tǒng)計學顯著性。結果以平均數(shù)±SD表示。

結果

組群特征

表1為最后分析包括的11名兒童的臨床特征，平均年齡10.3±3.3歲，79名兒童（68%）為男性。大部分兒童（n=84,76%）為青春期前，16名兒童（15%）在Tanner 2期，7名（6%）兒童在Tanner 3期，2名（2%）在Tanner 4期，1名（1%）在Tanner 5期。全組的平均身高SDS為-2.4±0.6。平均BMI SDS為-0.2±0.9，提示其分布近似于一般人群。GH峰值中位為13.3μg/l，四分位數(shù)范圍為9.0~20.0μg/l，36名兒童（31%）GH峰值水平低于10μg/l。

GH峰值水平的決定因素

根據(jù)單變量分析,BMI SDS與ln GH峰值顯著負相關（r=-0.28，P=0.002），圖1。在對有骨齡的67名兒童的分組分析中，當以骨齡確定SDS時，ln GH峰值與BMI SDS之間仍然存在顯著負相關（r=0.45，P<0.0002）。身高與ln GH峰值無顯著性相關（表2）。相反，身高SDS與ln IGF-I、IGF-I SDS和IGFBP-3相關(分別為r = 0.36, 0.35和0.34; P = 0.0004, 0.00和0.002)，但BMI SDS與這些指標無相關。值得注意的是，性別和Tanner分期與ln GH峰值相關無顯著性(分別為P = 0.60和0.51)，與年齡、ln IGF-I、IGF-I SDS、或IGFBP-3無相關（表2）。使用ANOVA法，刺激試驗的類型與ln GH峰值相關也無顯著性(P = 0.36)；刺激試驗類型也與ln GH峰值無顯著性相關(P = 0.36)。不同刺激試驗類型的BMI SDS無不同(P = 0.25)。

在包括年齡、性別、刺激試驗類型、青春期狀態(tài)（青春期前與青春期）、BMI、和ln IGF-I為自變量，ln GH峰值為依變量的多變量逐步回歸分析中，BMI、刺激試驗類型和ln IGF-I是預測ln GH峰值的顯著性變量（表3）。該模型解釋了ln GH峰值方差的19%。

有趣的是，當我們根據(jù)青春期發(fā)育分期（青春期前和青春期）分組受試者時，青春期前兒童BMI SDS與ln GH峰值之間的單變量關系更加密切（r=-0.35， P=0.001）（圖1），而青春期兒童組內(nèi)將不再具顯著性（r=-0.07，無顯著性）。當使用多變量模型控制青春期亞組其它決定GH的變量時，BMI是ln GH峰值的負向決定因素。在以骨齡、性別、刺激試驗類型、BMI、和ln IGF-I為自變量，ln GH峰值為依變量的多變量逐步回歸分析中，青春期亞組中BMI(P = 0.02)、骨齡(P = 0.02)和刺激試驗類型(P = 0.03)與ln GH峰值顯著相關，該模型解釋了ln GH峰值方差的48%。

BMI對GHD診斷的影響

為了確定BMI對GHD診斷的影響，我們根據(jù)BMI將病人分為四組：BMI SDS＜-1為組1(n=17)，-1至＜0為組2(n=49)，0-1為組3(n=40)，＞1為組4(10)。BMI的分類與ln GH峰值顯著相關(P = 0.0005)；組4的ln GH峰值顯著低于組1和組2；組3的ln GH峰值顯著低于組2（表1）。在最可能存在真正單純GHD病人的亞組分析中，在排除GH峰值<5ug/l或身高SDS小于-2.5的病人后，BMI分類與ln GH峰值仍然具有顯著性（分別為P=0.03和P=0.02）。不同BMI組間的IGF-I和IGFBP-3數(shù)值無差異。圖2為不同BMI組的GH峰值、IGF-I和IGFBP-3的散點圖。

以兒科普遍使用的GH峰值＜10ug/L的診斷GHD界值點，組4中70%的病人被認為是GHD，而在組3中僅38%、組2中為18%、組1中為29%被診斷為GHD（χ2 檢驗P= 0.009,圖3）。使用較低的＜7ug/l和＜5ug/l的診斷界值點，結果類似（分別為組4中50%、組3中23%、組2中4%、組1中0%為GHD，F(xiàn)isher檢驗P=0.0002和組4中30%、組3中15%、組2中2%、組1中0%為GHD，F(xiàn)isher檢驗P=0.007）（圖3）。

討論

 我們的數(shù)據(jù)證實，在相對大系列矮身高健康兒童中，對刺激試驗的GH峰值反應隨BMI SDS的增加而下降。因為我們的研究系列包括了BMI近似正常范圍內(nèi)的兒童，所以我們的數(shù)據(jù)提示，BMI與GH之間的關系并不只存在于肥胖者，而且也存在于體重正常的兒科人群。根據(jù)BMI SDS分類的GH峰值反應分析證實了這個結果的臨床意義；較高BMI SDS的兒童在刺激試驗中的GH反應峰更可能低于界值，但這可能并非真正GHD的指征。事實上，我們研究系列中的ln IGF-I、IGF-I SDS和IGFBP-3與身高SDS相關，而ln GH峰值則無相關。

大系列青春期前正常體重病人中，刺激的GH峰值隨BMI增加而下降的研究結果再次提示，藥理性GH刺激的反應可能依賴于許多生理變量，GH分泌不足只是其中之一。Marin et al.已經(jīng)證明，在正常兒童組群，刺激的GH峰隨青春期發(fā)育分期和雌性激素處理而顯著增加，如果不經(jīng)雌性激素引動處理，青春期前兒童較青春期兒童更容易檢測為GH缺乏。此外，刺激試驗前即刻的GH分泌形式可能影響GH峰值反應，如果恰在試驗前出現(xiàn)內(nèi)源性峰值，那么刺激的GH峰值可能較低。最后，短期的以及我們研究所證實的長期的營養(yǎng)狀態(tài)也影響GH峰值。許多決定刺激的GH峰值的因素可能是GH刺激試驗可重復性不好的原因，甚至在試驗與重復試驗僅相隔幾個月時。

值得注意的是，我們的回歸模型僅解釋了刺激的GH峰值可變性的19%。我們預期，決定GH反應峰值的一個重要因素是垂體生長激素的儲備，它應能解釋我們模型所未能解釋的大部分。此外，GH峰值可能依青春期分期而不同，雖然因我們的樣本系列的大部分為青春期前兒童，未能證明顯著的相關關系。其它可能的預測因素包括性腺類固醇水平（特別是青春期兒童）和其它激素對GH分泌的可能影響，例如皮質(zhì)醇、瘦素和胃促生長素（ghrelin），以及刺激試驗前的營養(yǎng)狀態(tài)。

在成年組群系列，已經(jīng)證實了BMI與刺激的GH峰值之間的明確關系，但奇怪的是，在我們青春期兒童亞組不存在BMI與GH峰值之間的單變量相關。這可能是我們的樣本較小的原因，也可能是我們青春期亞組性類固醇水平的異質(zhì)性，混淆了刺激的GH與BMI之間的相關關系。因為我們在控制了骨齡和ln IGF-I后 ,觀察到了ln GH峰值與BMI之間的顯著負相關，骨齡和ln IGF-I都受到雌性激素、性別和刺激試驗類型的強力影響。

我們的資料有許多的局限性。首先，在該回顧性橫斷研究中，我們未能確定因果關系，也未能排除有較高BMI的真正GHD病人的可能性。為了減少這種可能性，我們排除了多種垂體激素缺乏的、垂體MRI異常的，或有中樞神經(jīng)系統(tǒng)瘤史的病人。此外，BMI組間的身高SDS無差異，并實際傾向于BMI大于1SDS組病人的身高SDS較大，提示了該組不是完全的GH缺乏病人。而且，在排除了GH峰值低于5ug/l、IGF-I SDS小于-2或身高SDS小于-2.5的三次分析中，持續(xù)存在BMI與GH峰值之間的關系。

第二，因為回顧性臨床數(shù)據(jù)，使用了四種不同的刺激試驗，因而每次分析的樣本大小不足。不同的刺激試驗對GH的刺激不同，雖然在單變量回歸分析中試驗類型與ln GH峰值無顯著相關，但在多變量模型分析中實驗類型與GH峰值相關。以實驗類型區(qū)分，BMI無顯著不同，當在多變量分析中控制刺激試驗類型時，BMI仍然是ln GH峰值的顯著預測因素。然而，在使用某些刺激藥物后，BMI對GH峰有較大影響，而在使用其它藥物后影響較小的也是相當可能的。例如，如果增加促生長激素抑制素對BMI增加與GH峰之間的關系發(fā)生作用，在應用促生長激素抑制素的抑制劑-精氨酸的試驗中，BMI可能就是一種較小的影響因素。因而尚需使用相同刺激試驗的大樣本研究來證實兒童BMI對GH峰值的影響。

第三，我們沒有比BMI對GH動力學有更大影響的人體測量學或身體組成數(shù)據(jù)（例如腰圍或腰髖比例）。雖然最近對兒童和青少年的研究證明，BMI可能與腰圍一樣與身體總脂肪高度相關，但BMI可能是內(nèi)臟性腹部肥胖的粗略替代指標，所以腰圍與GH分泌的關系可能比BMI更密切。最后，我們沒有血脂、血清炎性標志物或其它心血管風險因子的數(shù)據(jù)資料，因而不能確定GH的降低與心代謝風險之間是否存在相關。在肥胖兒童和成年人，相對GHD似乎獨立貢獻于心代謝風險的標志物，但尚不清楚正常體重組群是否存在這種關系。

盡管存在這些局限性，我們的數(shù)據(jù)強調(diào)了在解釋兒童GH刺激試驗結果時，應當考慮到BMI。雖然確定兒童脂肪組織增加而GH下降的病因因素和代謝后果顯然還需要大樣本研究，但我們的數(shù)據(jù)證明，甚至在正常體重組群，較高BMI的兒童被不成比例的過度診斷為GHD。