中国当代儿科杂志  2014, Vol. 16 Issue (1): 634-637   PDF    
杭州市萧山区儿童青少年代谢综合征组分的正交因子分析
汪笛1, 王春林2    
1. 杭州市第一人民医院儿科, 浙江 杭州 310006;
2. 浙江大学医学院附属第一医院儿科, 浙江 杭州 310003
摘要目的 了解儿童青少年代谢综合征(MS)各组分的相互关系,探索其潜在病理生理机制。方法 对2010 年3 月杭州市萧山区的1 550 名7~14 岁儿童青少年的体格检查及空腹血脂血糖数据进行回顾性分析,对其体重指数z 值(BMI-z)、腰围z 值(WC-z)、腰臀比(WHp)、腰围身高比(WHt)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHOL)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、血压、空腹血糖(FPG)等指标进行因子分析。结果 主成分分析法提取5 个主因子,贡献率最大的为肥胖因子,可解释23.56% 的变异度,其中的3个变量根据因子负荷从大到小排列分别为WC-z、WHt、BMI-z。其余主因子根据贡献率从大到小排列依次为血脂因子1(TG、CHOL、LDL),血压因子,血脂因子2(TG、HDL),血糖及腰臀比因子(FPG、WHp)。5个因子累计贡献率为77.76%。结论 MS 的发生不只一个病理生理机制,肥胖,尤其是中心性肥胖是其中最重要的一个影响因子。脂代谢紊乱并不能完全解释胰岛素抵抗,两者可能共同作用于MS。
关键词代谢综合征     正交因子分析     中心性肥胖     儿童青少年    
Orthogonal factor analysis of metabolic syndrome components in children and adolescents in the Xiaoshan District of Hangzhou, China
WANG Di1, WANG Chun-Lin2    
Department of Pediatrics, First People's Hospital of Hangzhou, Hangzhou 310006, China
Abstract: Objective To study the relationship between various metabolic syndrome (MS) components in children and adolescents and to explore its potential pathophysiological mechanism. Methods A total of 1 550 children and adolescents aged 7-14 years from the Xiaoshan District of Hangzhou, China were enrolled in March 2010. The anthropometric parameters such as height, weight, waist circumference (WC), and hip circumference, as well as blood pressure, were measured; after adjustment for age and sex, body mass index z score (BMI-z), waist circumference z score (WC-z), waist-to-hip ratio (WHp), and waist-to-height ratio (WHt) were calculated. Fasting blood samples were collected for determination of fasting plasma glucose (FPG), total cholesterol (CHOL), triglyceride (TG), high-density lipoproteins (HDL), and low-density lipoproteins (LDL). Principal component analysis was used for extraction of factors. Results Principal component analysis revealed 5 uncorrelated factors that cumulatively explained 77.76% of the observed variance. Adiposity factor, which accounted for 23.56% of the variance, was the primary factor; it consisted of 3 variables, i.e., WC-z, WHt, and BMI-z, in which WC-z had the highest loading. The remaining factors identified were blood lipid factor 1 (TG, CHOL, and LDL), blood pressure factor, blood lipid factor 2 (TG and HDL), and blood glucose and WHp factor (FPG and WHp). Conclusions More than one pathophysiological mechanism could account for the development of MS in children and adolescents. Obesity, especially central obesity, is the most important factor in the development of MS. Dyslipidemia may not fully explain insulin resistance; they may work together in MS.
Key words: Metabolic syndrome     Orthogonal factor analysis     Central obesity     Child and adolescent    

代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是多种 代谢异常聚集的一组临床症候群,主要包括中心 性肥胖、血压异常、血脂及糖代谢紊乱等组分[1]。 MS 的发病机制复杂,胰岛素抵抗可能是各组分共 同的病理生理基础,但仍然存在较多争议,MS 的 诊断标准也存在多个版本,并未统一。儿童青少 年MS 也是如此。近年来,随着社会经济的高速发 展,儿童青少年的MS 发病率呈显著上升趋势,而 其又是成年后罹患心血管疾病的重要危险因素[2]。 探索儿童青少年MS 的病理生理机制,完善诊断标 准,指导临床合理预防及治疗,成为当务之急。

因子分析作为一种降维的统计方法,可将多 个变量整合后简化为少数几个因子,并通过因子 负荷的大小来判断因子贡献率的多少,有助于探 索MS 组分的重要性[3]。目前国内运用因子分析研 究儿童青少年MS 的并不多,大样本的研究更为少 见。本研究立足于MS 的经典组分,对1550 例儿 童青少年体格检查及实验室检查获得的相关数据 进行因子分析,研究各临床指标与MS 之间的关系, 寻找最重要的影响因子,探索儿童青少年MS 的潜 在病理生理机制,为临床进一步规范诊断,筛选 高危,合理预防提供依据。 1 资料与方法 1.1 研究对象

2010 年3 月选取杭州市萧山区一所学校(小 学及初中)的所有在校生1550 例为研究对象,年 龄7~14 岁(平均10.5±2.1 岁),其中男性928 名, 女性622 名。通过调查问卷及体格检查,排除严 重心肺肝肾疾病。本研究获得家长书面知情同意。 1.2 测量指标

综合目前公认的MS 的几大主要组分,根据 国际糖尿病联盟(IDF)2007 年儿童青少年MS 诊 断标准[4],围绕肥胖程度、血糖、血脂、血压4 个 方面来确定测量指标,共选取11 个变量进行研究 分析。 1.3 测量方法

根据中国学生体质与健康调研报告[5] 规范采 集身高、体重、腰围(waist circumference,WC), 臀围、血压等数据。计算体重指数[body mass index,BMI = 体重(kg)/ 身高平方(m2)];腰臀 比[waist to hip ratio(WHp)= 腰围(cm)/ 臀围(cm)]; 腰围身高比[waist to height ratio(WHt)= 腰围(cm) / 身高(cm)]。为排除年龄、性别的影响,对所 测得的BMI、WC 依据年龄、性别进行z 值换算。 z 值=(测量值- 均值)/ 标准差,其中各性别、年 龄段BMI 均值及标准差取自上海大规模调查数据[6], WC 的均值及标准差取自北京大规模调查数据[7]

所有研究对象抽取空腹静脉血2 mL,测量空 腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、总胆固醇 (total cholesterol,CHOL)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白(high density lipoproteins, HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoproteins, LDL)。其中血糖测定采用己糖激酶法,CHOL 测 定采用胆固醇氧化酶法,TG 测定采用甘油磷酸氧 化酶法,HDL、LDL 采用直接测定法。所用试剂 盒购自瑞士罗氏生物科技公司。 1.4 统计学分析

用SPSS 19.0 软件进行统计学分析,统计MS 各组分间的相关系数,KMO 及Bartlett 球形检验验 证因子分析的可行性,主成分分析法提取主因子, 方差最大正交旋转计算因子负荷矩阵,解释每个 因子的实际涵义,P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 MS 各组分间的相关系数

本研究中的11 个变量作为MS 的主要组分, 根据实际意义可大致分为4 组,分别为代表肥胖 程度的BMI-z、WC-z、WHp、WHt;代表血压水平 的收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压 (diastolic blood pressure,DBP);代表血脂水平的 TG、CHOL、HDL、LDL;代表血糖水平的FPG。 相关性分析得出,肥胖指标和血压、血脂相关性较 好,其中WHt 对血压、血脂的相关性均明显优于 WHp。SBP 与肥胖指标相关性好,其中又与WC-z 相关性最大(r=0.236,P<0.05)。各血脂指标中, HDL 与BMI-z 呈负相关(r=-0.149,P<0.05),与 WC-z 也呈负相关(r=-0.124,P<0.05)。同时发现, FPG 与BMI-z、WC-z 无相关性(P>0.05),仅与 血压及HDL 呈显著相关(P<0.05)。 2.2 因子模型可行性分析

本研究对MS 相关组分分析时,KMO 检验提示KMO 值为0.550,Bartlett 球形检验P 值<0.01, 拒绝各变量独立的假设,说明变量间相关好,可 行因子分析。 2.3 主成分分析法提取主因子

取特征值≥ 1 作为主因子的入选标准。 共提取5 个主因子,正交旋转后贡献率分别为 23.56%,17.72%,14.32%,12.82%,9.35%。累积 贡献率77.76%。见表 1

表 1主因子特征值及贡献率
2.4 主因子的旋转及解释

认定因子负荷绝对值>0.3 的变量为因子的主 要成分。5 个主因子按照贡献率从大到小排列为: 因子1(肥胖因子),主要包括BMI-z,WC-z, WHt 等3 个主要变量;因子2(血脂因子1),主 要包括TG,CHOL,LDL 等3 个主要变量;因子3(血 压因子),主要包括SBP,DBP 等2 个主要变量; 因子4(血脂因子2),主要包括TG,HDL 等2 个主要变量;因子5(空腹血糖及腰臀比因子), 主要包括 FPG,WHp 等2 个主要变量。其中贡献 率最高的肥胖因子中,WC-z 的因子负荷最大,为 0.93,高于BMI-z 的因子负荷0.85。见表 2

表 2最大正交旋转后的因子负荷矩阵
3 讨论

MS 作为一种代谢异常聚集的临床症候群,因 其日益升高的发病率及对心血管疾病的高预测性 引起广泛重视。尽管儿童青少年MS 很早就被人们 认识,但因其生理上的特殊性,MS 的组分及异常 界定值均与成人不同,MS 的病理生理机制可能也 与成人相异,尚未形成定论。因子分析通过降维 的方法,将众多高度相关的原始随机变量替换为 较少的互不相关的主因子,同时仍尽可能多地反 映原始变量信息,其化繁为简的特点,使因子分 析成为探寻MS 病理生理机制的工具之一。国外多 项研究证实,儿童青少年MS 的发病机制复杂,不 能用单一因素解释,可能是多种代谢异常共同作 用的结果[8, 9]。本研究的结果与之一致。

国际糖尿病联盟(IDF)2007 年提出最新的儿 童青少年MS 的诊断标准,适用于<16 岁而≥ 10 岁的人群,指出腰围> 同年龄同性别的90 百分位 数为诊断前提,并要求满足TG 异常、血压异常、 HDL 异常及空腹血糖异常中的2 项[4]。本研究发 现,肥胖因子在MS 发生中的所占权重最大,且 肥胖因子的变量按照因子负荷从大到小排列分别 为WC-z、WHt、BMI-z,证实中心性肥胖和儿童青 少年MS 发生的相关性大于单纯的超体质量肥胖, 与国外的研究结果一致[10],也与IDF 标准的诊断 前提一致。其原因可能是由于腹部脂肪特别是内 脏脂肪相比于其他部位脂肪产生更多的脂肪细胞 因子[11],从而使得腹部脂肪聚集为主要特征的中 心性肥胖人群发生代谢紊乱的可能性更高。其中 WC-z 与WHt 的因子负荷极其接近,提示两者可以 互相取代。由于儿童青少年生长发育的特殊性, 各性别、年龄段的WC 正常值不同,而z 值换算需 要大样本调查数据为基础,存在一定误差,不便 于统计及临床应用,WHt 受性别、年龄的影响较小, 便于统一异常界定值,适用于临床快速判断,识 别高危。我国2012 年儿童青少年代谢综合征防治 建议[12] 中就将WHt 作为MS 的简易识别方法,建 议以WHt 男童0.48,女童0.46 作为筛查切点。而 WHp 与其他肥胖因子相比,与多数代谢异常组分 的相关性均差,不适合单独作为中心性肥胖及MS 高危因素的评价指标。

本研究发现,血脂因子在5 项主因子中占据了2 项,其中TG 同时联结了因子2 和因子4,证 实了血脂异常尤其是TG 异常在MS 发生中的重要 性,另一方面也提示了这4 个血脂指标各有侧重 点,在评判MS 时可能需要综合判断。目前国际上 广泛采用的IDF 儿童青少年MS 诊断标准也将TG 升高及HDL 降低分列为2 个组分,而血压及血糖 均只占1 个组分,也说明了脂代谢紊乱在MS 发病 中的重要性。目前人们普遍认为,脂肪组织不仅 仅是储存热量的场所,其产生的多种脂肪细胞因 子如TNF-α、IL-6、IL-18 等能从多方面参与机体 的代谢调节,通过诱导胰岛素抵抗的发生,进一 步引起多系统代谢紊乱。但本研究并未发现血脂 因子与血糖因子存在联结,提示脂代谢紊乱可能 仅是胰岛素抵抗发生的其中一个原因,两者共同 在MS 的形成中起作用。由于本研究的局限性,血 糖因子仅包含空腹血糖一项,未检测胰岛素水平, 对于胰岛素抵抗对MS 的作用解释有限,需要在今 后的研究中弥补。另外,本研究发现,血压是一 项独立的因子,提示高血压发病机制复杂,可能 无法单独以胰岛素抵抗或脂代谢紊乱来解释。

综上所述,儿童青少年MS 的发病机制复杂, 无法用单一因素解释,其中肥胖,尤其是中心性 肥胖是最重要的因素,由此引起的脂代谢紊乱可 能是最主要的发病原因,但脂代谢紊乱并不能完 全解释胰岛素抵抗,两者可能共同作用于MS。

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