劉鈺萍,孫萌,周冉,李蒙蒙,程亞穎
(河北省人民醫(yī)院 兒科,河北 石家莊 050051)
中樞性性早熟是指女童在8 歲前和男童在9 歲前出現(xiàn)下丘腦-垂體-性腺軸提早激活所致的性腺發(fā)育、性器官發(fā)育和第二性征[1]。特發(fā)性中樞性性早熟的發(fā)病率逐年升高,同時發(fā)病年齡逐年降低。有學者通過薈萃分析發(fā)現(xiàn)女童乳房發(fā)育的年齡每經(jīng)過10年提前約3 個月[2]。特發(fā)性中樞性性早熟的發(fā)生除了造成骨骺生長板的過早閉合、線性生長潛能受損,還會造成患兒代謝、行為和心理等方面的問題。目前國內(nèi)的研究主要聚焦于中樞性性早熟的早期識別和探究其發(fā)病機制。中樞性性早熟的診斷主要依靠促性腺素釋放素(gonadotropinreleasing hormone,GnRH)刺激試驗,來判斷下丘腦-垂體-性腺軸的激活。胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor,IGF-1)是聯(lián)系人類線性生長和生殖發(fā)育的因子[3],但IGF-1 對人類青春期的調(diào)控機制目前尚不明確。Klotho 蛋白是一種抗衰老因子,可以作為生長激素(growth hormone,GH)-IGF-1軸的調(diào)節(jié)因子。成纖維細胞生長因子23(fibroblast growth factor 23,FGF23)是一種重要的骨礦物調(diào)節(jié)因子[4],同時FGF23 的所有生物學作用都需要由Klotho介導。本研究檢測了34 例特發(fā)性中樞性性早熟女童血清IGF-1、FGF23 和Klotho 水平,探討FGF23、Klotho 和IGF-1 在女童青春期發(fā)揮的作用。
選取2021年6月—2022年6月河北省人民醫(yī)院兒科診斷的年齡<8 歲的34 例特發(fā)性中樞性性早熟女童作為觀察組。選取同期于本院行健康體檢,年齡<8 歲,未啟動青春期發(fā)育的26 例健康女童作為對照組。納入標準:①特發(fā)性中樞性性早熟符合《中樞性性早熟診斷與治療共識(2015)》[1]的診斷標準;②女童8 歲前出現(xiàn)第二性征發(fā)育(乳房結(jié)節(jié)),Tanner Ⅱ期;③下丘腦-垂體-性腺軸啟動,即GnRH 刺激試驗提示促黃體生成素(luteinizing hormone,LH)峰值≥ 5 IU/L 且LH 峰值/促卵泡激素(follicle-stimulating hormone,FSH)峰值>0.6;④盆腔超聲示卵巢容積≥ 1 mL;⑤初診病例。排除標準:①病歷資料不全;②其他原因?qū)е吕^發(fā)性中樞性性早熟,如:腫瘤、外傷及先天性發(fā)育異常等;③營養(yǎng)障礙性疾病、內(nèi)分泌疾病、鈣磷代謝紊亂、肝功能受損及近3 個月內(nèi)使用過抗生素和類固醇類藥物。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準,患兒家屬知情同意并簽署知情同意書。
所有研究對象由同一位專業(yè)兒科內(nèi)分泌醫(yī)師測量身高、體重,檢查第二性征發(fā)育情況并記錄其Tanner 分期。
1.3.1 血清FGF23、Klotho、IGF-1 水平所有研究對象夜間嚴格禁食、禁水后,于入院第2 天清晨8 點采集3 mL 空腹靜脈血,3 000 r/min 離心15 min 分離上清液,每個EP 管中留取120 μL 上清液,編號后置于-80 ℃冰箱冷凍保存待測;采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測血清FGF23(試劑盒購自武漢華美生物工程有限公司)、Klotho(試劑盒購自北京四正柏生物科技有限公司)水平,采用化學發(fā)光免疫分析法檢測IGF-1(試劑盒購自深圳市新產(chǎn)業(yè)生物醫(yī)學工程股份有限公司)水平。
1.3.2 促性腺激素水平取待測上清液,采用化學發(fā)光免疫分析法檢測LH 和FSH 水平(試劑盒購自深圳市新產(chǎn)業(yè)生物醫(yī)學工程股份有限公司)。
1.3.3 卵巢容積、最大卵泡直徑和子宮內(nèi)膜厚度采用盆腔超聲檢查,計算卵巢容積、最大卵泡直徑和子宮內(nèi)膜厚度。
1.3.4 骨齡完善左手X 射線片,由專業(yè)兒科內(nèi)分泌醫(yī)師通過Greulich-Pyle(G-P)圖譜法判讀骨齡。
1.3.5 垂體MRI 平掃僅觀察組女童完善垂體MRI 平掃,以除外垂體病變所致性早熟。
數(shù)據(jù)分析應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)或中位數(shù)(下四分位數(shù),上四分位數(shù))[M(P25,P75)]表示,比較用t檢驗或秩和檢驗;相關(guān)性分析用Spearman 法。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
兩組的年齡和體重比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。兩組的身高、身高標準差積分、體質(zhì)量指數(shù)、體質(zhì)量指數(shù)標準差積分、骨齡、骨齡指數(shù)和卵巢容積比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);觀察組均高于對照組。見表1。
表1 兩組的一般資料比較 (±s)
表1 兩組的一般資料比較 (±s)
組別觀察組對照組t 值P 值n 34 26年齡/歲7.34±0.36 7.30±0.32 0.461 4.122身高/cm 129.64±5.11 125.43±2.69 0.647 0.000身高標準差積分1.08±0.65 0.17±0.40 6.681 0.000體重/kg 32.68±4.3 31.78±5.2-0.738 0.463體質(zhì)量指數(shù)/(kg/m2)16.71±0.87 15.96±0.45 4.349 0.000體質(zhì)量指數(shù)標準差積分0.43±0.30 0.25±0.22 2.528 0.014骨齡/歲8.43±0.54 7.61±1.11 3.459 0.001骨齡指數(shù)1.15±0.06 0.97±0.13 6.607 0.000卵巢容積/mL 2.23±0.78 0.52±0.19 12.357 0.000
兩組的LH 和FSH 水平比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);觀察組均高于對照組。兩組的LH/FSH 比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。兩組的FGF23、Klotho 和IGF-1 水平比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);觀察組均高于對照組。見表2。
表2 兩組性激素水平和FGF23、Klotho、IGF-1水平比較
觀察組的Klotho 與IGF-1、LH、體質(zhì)量指數(shù)、骨齡和卵巢容積呈正相關(guān)(r=0.646、0.520、0.317、0.413 和0.697,均P<0.05);FGF23 與Klotho、IGF-1、LH、體質(zhì)量指數(shù)、骨齡和卵巢容積呈正相關(guān)(r=0.781、0.591、0.392、0.353、0.410 和0.669,均P<0.05)。見表3。
表3 觀察組各指標與Klotho和FGF23的相關(guān)性分析
性早熟的發(fā)病機制受到遺傳、外界環(huán)境、飲食結(jié)構(gòu)、社會關(guān)系和各種環(huán)境內(nèi)分泌物等的影響[5-7]。性早熟是兒童繼肥胖癥之后的第2 大內(nèi)分泌疾病。
在青春期前,人類的線性生長主要由GHIGF-1 軸調(diào)控,主要表現(xiàn)為GH 通過刺激肝臟合成和分泌IGF-1,IGF-1 再作用于長骨兩端的生長板,從而實現(xiàn)促進線性生長的作用。而在青春期啟動后,GH-IGF-1 軸與下丘腦-垂體-性腺軸相互作用來共同調(diào)節(jié)生長發(fā)育。下丘腦-垂體-性腺軸的啟動以GnRH 的脈沖式分泌為標志,刺激促性腺激素的釋放;促性腺激素包括了LH 和FSH,其中,LH水平升高會進一步促進雌二醇的分泌。下丘腦-垂體-性腺軸的激活還促進了GH 和IGF-1 的分泌,而雌激素又進一步促進了GH 的分泌,從而導致生長板局部IGF-1 水平的升高和作用的增強[8]。已有實驗證實GH-IGF-1 軸在青春期啟動中發(fā)揮著重要作用,同時IGF1 還會促進囊泡中存儲的GnRH 的釋放[9]。有學者發(fā)現(xiàn)IGF-1 刺激下丘腦內(nèi)側(cè)基底部內(nèi)的肽能途徑,可以消除青春期前對GnRH 分泌部分抑制的作用,表明IGF-1 可能對青春期進展和GnRH 分泌增強發(fā)揮了一定作用[10]。下丘腦內(nèi)側(cè)基底部是負責青春期發(fā)育的大腦主要區(qū)域之一。一項動物實驗證實,將外源性IGF-1 注入青春前期的正常大鼠腦室內(nèi)會出現(xiàn)青春期提前,同時kisspeptin神經(jīng)元中的kiss1 mRNA 水平顯著增高[11]。下丘腦kisspeptin 神經(jīng)元是人體生殖的節(jié)點調(diào)節(jié)中心,其中kisspeptin 通過調(diào)節(jié)GnRH 神經(jīng)元釋放GnRH 以控制生殖軸[12]。所以可以說IGF-1 通過內(nèi)分泌、自分泌和旁分泌等途徑在人類線性生長和生殖發(fā)育中發(fā)揮了一定作用[3]。同時有研究證實特發(fā)性中樞性性早熟女童的血清IGF-1 水平顯著高于健康對照組兒童[13]。本研究亦發(fā)現(xiàn)觀察組女童的IGF-1 水平顯著高于對照組女童。眾所周知,IGF-1 水平受到各種病理或生理的情況影響,包括年齡、性別、發(fā)育階段、種族、肝功能、營養(yǎng)狀態(tài)、胰島素、甲狀腺激素水平及各種伴隨的炎癥性疾病等[14]。因此,性早熟兒童IGF-1 的變化及與生殖啟動點的關(guān)聯(lián),還需要基礎(chǔ)實驗和臨床進一步研究。
Klotho 蛋白是一種抗衰老蛋白,參與體內(nèi)的礦物質(zhì)穩(wěn)態(tài)的維持,葡萄糖和脂肪酸的代謝,還與多種惡性腫瘤的發(fā)生相關(guān)[15]。而Klotho 基因缺陷的小鼠會出現(xiàn)各種衰老樣的表型,包括不孕癥、性腺的萎縮、動脈硬化、心肌肥大、骨質(zhì)疏松、肌肉減少和壽命縮短[16]。同時Klotho 蛋白與女性生殖內(nèi)分泌功能也存在一定關(guān)聯(lián)。一項動物實驗發(fā)現(xiàn)Klotho 基因在雌性小鼠的下丘腦-垂體-性腺軸中表達[17]。這些研究表明,Klotho 在維持下丘腦-垂體-性腺軸的正常功能中起著至關(guān)重要的作用,其異常表達可能會影響生殖功能。雖然Klotho 的水平和年齡無關(guān),但其受到了青春期發(fā)育狀態(tài)的影響,青春期啟動后兒童的血清Klotho 水平高于青春期啟動前[18]。本研究發(fā)現(xiàn)觀察組患兒的血清Klotho 水平高于對照組。有研究發(fā)現(xiàn)Klotho 蛋白是GH-IGF-1軸的調(diào)節(jié)因子,一方面Klotho 促進GH 分泌[19],另一方面,還與IGF-1 水平呈正相關(guān)[18]。這與本研究結(jié)果一致。FGF23 是一種重要的骨礦物調(diào)節(jié)因子[4]。FGF23 主要由骨骼中的骨細胞和成骨細胞分泌。FGF23 的所有生物學作用都需要由Klotho 介導,Klotho 是FGF23 信號通路激活中必不可少的一環(huán)[20]。本研究發(fā)現(xiàn)觀察組女童的血清FGF23 水平高于對照組,同時FGF23 與IGF-1 呈正相關(guān),說明FGF23-Klotho 軸與GH-IGF-1 軸存在著一定的關(guān)系。Klotho還可以刺激骨細胞的增殖分化。Klotho 和FGF23 共同參與了人體內(nèi)骨礦物質(zhì)穩(wěn)態(tài)的代謝調(diào)節(jié)。本研究發(fā)現(xiàn)Klotho 和FGF23 還與骨齡呈正相關(guān)。FGF23基因遺傳消融小鼠的表型和Klotho 基因缺乏的小鼠表型類似,也表現(xiàn)出了短壽、脊柱后凸、性腺功能減退等[21]。而DELUCA 等[22]發(fā)現(xiàn)恢復FGF23 全身效應(yīng)的小鼠可以顯著改善上述表型,改善生長及恢復生育能力。一項對健康兒童的研究發(fā)現(xiàn),血清FGF23 水平主要取決于年齡,與青春期發(fā)育也有一定關(guān)聯(lián),F(xiàn)GF23 水平在嬰兒期和青春期最高[18]。本研究發(fā)現(xiàn)FGF23 和Klotho 與LH、卵巢容積呈正相關(guān),這似乎說明FGF23-Klotho 軸也參與了人類青春期的調(diào)控。所以,本研究認為Klotho 和FGF23 與人類的青春期啟動存在一定的關(guān)聯(lián)。
綜上所述,Klotho、FGF23 和IGF-1 與特發(fā)性中樞性性早熟的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),但其中的作用機制尚需進一步深入研究。未來的研究可著眼于GnRH 神經(jīng)元與FGF23-Klotho 軸的關(guān)系,進一步依據(jù)Tanner 分期進行分組研究,以及進一步完善基礎(chǔ)實驗以了解該軸在青春期發(fā)育中發(fā)揮的作用。