李正 肖貴元 何春燕 劉霞 樊欣 趙妍 王念蓉

（重慶市婦幼保健院兒童保健部，重慶 400021）

孤獨癥譜系障礙（autism spectrum disorder，ASD）是一組高度異質性的神經發(fā)育障礙，以社交溝通、社會互動能力受損及重復刻板行為為特征。最新文獻報道美國8歲兒童中ASD的患病率是1/54［1］。中國兒童的患病率為0.7%，大部分患兒的社會功能與生存質量受到嚴重影響，對家庭和社會造成較大的負擔［2］。

目前認為ASD是由環(huán)境因素和遺傳因素共同作用導致。中樞神經系統(tǒng)的發(fā)育與成熟有多種神經內分泌調節(jié)因子的參與。胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）是一種能跨越血腦屏障的多肽，具有調節(jié)離子通道活性、控制突觸可塑性、抑制神經元凋亡等功能，與嬰兒神經細胞的正常生長和發(fā)育相關聯(lián)［3］。人體內大部分IGF-1由肝臟產生，主要與胰島素樣生長因子結合蛋白-3（insulin-like growth factor binding protein-3，IGFBP-3）構成復合物存在于循環(huán)中，復合物形式延長了IGF-1的半衰期，更好發(fā)揮生物學活性作用。有研究表明ASD兒童尿液中IGF-1和IGFBP-3水平低于正常發(fā)育兒童［4］。Mills等［5］發(fā)現(xiàn)ASD兒童血液中IGF-1、IGFBP-3水平高于對照組。Vanhala等［6］發(fā)現(xiàn)與對照組相比，ASD兒童腦脊液IGF-1濃度較低。Riikonen等［7］發(fā)現(xiàn)ASD組5歲以下兒童腦脊液IGF-1濃度低于對照組，而5歲以上ASD兒童與對照組之間差異無統(tǒng)計學意義。更有研究發(fā)現(xiàn)ASD兒童腦組織中前扣帶回區(qū)域IGF-1水平增加［8］。

這些不一致的研究［4-8］結果可能是與不同種族、不同體液標本、研究對象年齡差異等有關。而關于ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平及其與ASD核心癥狀的相關性研究，國內尚未有報道。因此，本研究目的是通過檢測ASD兒童與神經行為發(fā)育正常兒童的血清IGF-1和IGFBP-3水平，按不同年齡不同性別進行分組比較，探索ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平及其與ASD核心癥狀之間的關聯(lián)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

前瞻性選取2020年1月至2021年2月在重慶市婦幼保健院門診招募2～7歲201名ASD兒童和225名正常健康兒童為研究對象。對照組在普通入托或入學體檢兒童中招募。ASD組和對照組均由2位臨床經驗豐富的兒童發(fā)育行為方向高級職稱醫(yī)師進行評估。

ASD組納入標準：（1）初次診斷；（2）診斷年齡2～7歲；（3）符合精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊（第5版）（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5，DSM-5）中ASD診斷標準［9］且兒童孤獨癥評定量表（Children Autism Rating Scale，CARS）評分≥30分［10］；（4）監(jiān)護人簽署知情同意書。排除標準：（1）患有兒童少年精神分裂癥、選擇性緘默癥、特定感受性語言障礙、聽力障礙或視力障礙者；（2）患有Rett綜合征、脆性X綜合征等可能表現(xiàn)為ASD的疾病者；（3）患有腦性癱瘓、癲癇、嚴重臟器疾?。ㄈ绺窝?、腦炎、先天畸形等）者。

對照組納入標準：（1）年齡2～7歲；（2）經醫(yī)師臨床評估未患有神經發(fā)育障礙性疾病，同時孤獨癥行為評定量表（Autism Behavior Checklist，ABC）評分＜30分［10］；（3）無ASD直系親屬；（4）監(jiān)護人簽署知情同意書。排除標準：患癲癇、腦性癱瘓、嚴重臟器疾?。ㄈ绺窝?、腦炎、先天畸形等）者。

426名兒童中67名兒童家屬拒絕靜脈穿刺，在對兒童進行性別、年齡的匹配后，最終納入150名ASD兒童（ASD組）和165名正常兒童（對照組）。

本研究方案已獲得重慶市婦幼保健院醫(yī)學倫理委員會批準（2020倫審015號），所有研究對象的父母均簽署知情同意書。

1.2 樣本量計算

按兩獨立樣本均數(shù)比較的研究設計計算樣本量。IGF-1與IGFBP-3的均值和標準差參考既往文獻［11］里的相應數(shù)值，應用PASS15軟件進行計算，取α=0.05，1-β=0.9，計算出每組所需樣本量為96例，考慮10%的失訪率，每組至少需納入106例兒童。

1.3 血清IGF-1和IGFBP-3水平的測定

使用乙二胺四乙酸抗凝管采集2組研究對象清晨空腹時靜脈血2 mL。于離心機3 000 r/min離心5 min，分離血清，-80℃冰箱保存。采用化學發(fā)光法檢測血清IGF-1、IGFBP-3的水平，采用IGF-1測定試劑盒（英國西門子醫(yī)學診斷產品有限公司）和IGFBF-3測定試劑盒（英國西門子醫(yī)學診斷產品有限公司）進行檢測。

1.4 量表

ABC由家長依據(jù)患兒近期行為癥狀來填寫，該量表總分≥31分為ASD篩查可疑界限分［12］。CARS中文版是依據(jù)DSM診斷標準所編制的標準化量表工具，在國內廣泛使用且具有較好的信度和效度，在我科由經過?？婆嘤?年以上的高年資主治醫(yī)師進行評估。當量表總分為30～36分，并且低于3分的項目不到5項時提示輕-中度ASD；當總分＞36分且至少5項的評分高于3分時提示重度ASD［10］。

1.5 質量控制

調查前對研究人員進行統(tǒng)一培訓，統(tǒng)一調查方法和評價標準。數(shù)據(jù)錄入采用雙錄入法，以保證數(shù)據(jù)的準確性。

1.6 統(tǒng)計學分析

采用SPSS23.0軟件進行統(tǒng)計學分析。符合或近似正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，組間比較采用兩樣本t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）［M（P25，P75）］表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)和百分率（%）表示，組間比較采用卡方檢驗。使用偏相關分析法（控制年齡和性別2個變量）評估血清IGF-1、IGFBP-3水平與ABC、CARS量表評分的關系。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 基本情況

ASD組共150名兒童，輕-中度ASD占59.3%（89/150），重度ASD占40.7%（61/150）；對照組165名兒童。所有兒童均為漢族。兩組在性別、是否足月、出生方式、出生體重、年齡、體重、身高、頭圍的比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 ASD組和對照組兒童的基礎情況

2.2 ASD組和對照組血清IGF-1和IGFBP-3水平的比較

ASD組兒童血清IGF-1低于對照組兒童（P＜0.05），兩組兒童血清IGFBP-3水平比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 ASD組和對照組血清IGF-1和IGFBP-3水平

2.3 不同程度ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平的比較

重度ASD兒童血清IGF-1、IGFBP-3水平低于輕-中度ASD兒童（P＜0.05），見表3。

表3 輕-中度和重度ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平

2.4 不同年齡段ASD組與對照組的血清IGF-1和IGFBP-3水平的比較

按年齡分組后進行比較，發(fā)現(xiàn)在2～3歲年齡段中，ASD組血清IGF-1低于對照組（P＜0.05），其余年齡段兩組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。IGFBP-3水平在所有年齡段中，ASD組和對照組間比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表4。

表4 不同年齡段ASD組與對照組的血清IGF-1和IGFBP-3水平

2.5 不同性別ASD組與對照組的血清IGF-1和IGFBP-3水平

ASD組和對照組男童血清IGF-1水平低于女童（P＜0.05），兩組不同性別間IGFBP-3水平差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表5。

表5 不同性別ASD組與對照組的血清IGF-1和IGFBP-3水平

2.6 lnIGF-1和血清IGFBP-3水平與ABC和CARS量表得分的相關性

經正態(tài)性檢驗，IGF-1數(shù)據(jù)為偏態(tài)分布，取其自然對數(shù)（lnIGF-1）后將其轉換為正態(tài)分布數(shù)據(jù)，IGFBP-3數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。控制性別和年齡2個因素后，偏相關分析發(fā)現(xiàn)血清IGFBP-3水平與ABC（r=-0.17，P=0.04）、CARS量表（r=-0.40，P＜0.001）評分均呈負相關。lnIGF-1與CARS量表評分呈負相關（r=-0.32，P＜0.001），與ABC量表評分無相關性（P=0.26）。見圖1。

圖1 lnIGF-1、血清IGFBP-3水平與ABC、CARS量表評分的相關性 ［ASD］孤獨癥譜系障礙；［ABC］孤獨癥行為量表；［CARS］孤獨癥評定量表；［lnIGF-1］胰島素樣生長因子-1的自然對數(shù)；［IGFBP-3］胰島素樣生長因子結合蛋白-3。

3 討論

ASD病因復雜，目前研究認為與導致神經元信號中斷的突觸功能障礙有關。PI3K/Akt/mTOR通路中的信號分子已被證明在不同的臨床亞型ASD中均被破壞，該通路成為ASD研究熱點［13］。IGF-1與其受體結合可激活PI3K/Akt/mTOR通路，抑制神經細胞異常生長和增殖［14］。本研究調查2～7歲ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平，采用ABC、CARS量表對ASD兒童核心癥狀進行評估，發(fā)現(xiàn)ASD組兒童血清IGF-1水平低于對照組，2～3歲ASD組兒童血清IGF-1水平低于對照組，血清IGF-1、IGFBP-3水平與ASD兒童核心癥狀呈負相關。

本研究發(fā)現(xiàn)ASD組兒童血清IGF-1水平低于對照組。國外研究卻發(fā)現(xiàn)ASD組的IGF-1水平高于對照組［15］，該研究中47.5%ASD組患兒正在使用藥物治療，85%的病例接受特殊培訓，而藥物治療和特教訓練都可能會導致血清IGF-1水平增加［16］。而本研究招募的研究對象為初診ASD的患兒，沒有接受任何干預治療，這可能是血清IGF-1水平不一致的原因。在ASD兒童的血液、腦脊液、尿液樣本中發(fā)現(xiàn)了不同水平的IGF-1，可能與ASD屬于高度異質性疾病有關，需要更深入研究其疾病亞型［17］。IGFBP-3是一種儲存和轉運IGF-1的重要分泌蛋白，人體內大約90%的IGF與IGFBP-3結合以防止被降解，從而影響其生物活性，本研究中ASD組和對照組IGFBP-3水平無差異，說明IGF-1和IGFBP-3血清變化并不完全同步，原因可能是由于IGF系統(tǒng)由2個IGF（IGF-1、IGF-2）和6個IGF結合蛋白組成，IGFBP-3既與IGF-1結合，還負責轉運IGF-2，且具有其獨立的生物學效應［18］。

本研究發(fā)現(xiàn)重度ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平低于輕-中度ASD兒童，提示低水平的IGF-1、IGFBP-3可能會加重ASD兒童的嚴重程度。IGF-1/PI3K/Akt/mTOR通路廣泛存在于神經系統(tǒng)中，該通路在細胞的生長存活、增殖凋亡等過程中發(fā)揮重要生物學功能［19］。推測IGF-1對PI3K/Akt/mTOR通路的影響，可能通過其他腦源性神經營養(yǎng)因子實現(xiàn)，這一過程呈劑量效應，且由多個神經因子調配控制［20］。此外，本研究對ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平與核心癥狀進行相關性分析發(fā)現(xiàn)，血清IGFBP-3水平與ABC、CARS量表評分均呈負相關。lnIGF-1與CARS量表評分呈負相關，提示IGF-1和IGFBP-3可能與ASD兒童的核心癥狀有關，但相關性較弱，此前國外研究也多認為IGF-1水平與基于CARS量表評分的核心癥狀之間沒有相關性［4，15］，其相關性可能需要進一步的研究。

有文獻報道IGF-1和IGFBP-3水平在嬰兒期較低，隨著年齡增加會在性發(fā)育過程中達到高峰，呈現(xiàn)男女童之間血清IGF-1水平差異［21］，與本研究結果類似。本研究發(fā)現(xiàn)按年齡分組，2～3歲ASD兒童的血清IGF-1水平低于對照組，其余各年齡組無差異。各種產前及新生兒時期不利因素，尤其是圍生期暴露于缺氧和酸中毒的環(huán)境導致母親免疫激活，促進白細胞介素6等炎癥因子釋放，白細胞介素6增加導致發(fā)育中胎兒的IGF-1和IGFBP-3供應減少，增加后代ASD發(fā)病的風險［22］。研究報道低出生體重兒、早產兒的血清IGF-1水平降低，與大腦發(fā)育不良、體格生長受限之間有較強的相關性［23］。外周循環(huán)中IGF-1的增長速率與早產兒糾正年齡為2歲時的發(fā)育水平有關［24］。而窒息缺氧、低出生體重、早產等正是ASD的高危因素。此外，部分ASD兒童出生后1～3年內出現(xiàn)大腦早期過度生長，臨床表現(xiàn)為頭圍迅速增大，與腦神經突觸連接發(fā)展、重要神經環(huán)路建立的時間相吻合，可能是由于IGF-1等神經營養(yǎng)因子缺乏，導致部分腦區(qū)過度生長［25］。根據(jù)內分泌調節(jié)的嬰兒-兒童-青少年生長模式學說［26］，嬰幼兒期生長發(fā)育主要與營養(yǎng)狀況有關，而學齡前期除營養(yǎng)之外，主要受生長激素控制，在這階段IGF-1受生長激素影響更大，推測這可能是大年齡段2組間血清IGF-1差異無統(tǒng)計學意義的原因，但需要進一步研究。

本研究尚存在一些局限和不足。研究人群來自單一中心，且屬于門診人群，樣本量及代表性有限，需要前瞻性設計的多中心大樣本研究來驗證本研究的結果；由于版權限制沒有使用更權威結構化工具，如自閉癥診斷觀察量表（Autism Diagnostic Observation Schedule）和自閉癥診斷訪談量表修訂版（Autism Diagnostic Interview-Revised）。這是國內首次調查ASD兒童血清IGF-1和IGFBP-3水平及與核心癥狀相關性的研究。本研究發(fā)現(xiàn)早期兒童血清IGF-1降低可能與ASD疾病發(fā)展相關，血清IGF-1、IGFBP-3水平與ASD兒童核心癥狀具有一定關聯(lián)，但需要進一步研究。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突關系。