2. 浙江省立同德医院儿科, 浙江 杭州 310012
近年来儿童肥胖发病率的增加遍及全球,与此同时女童青春期启动时间显著提前[1, 2],证据显示肥胖是促进女童性腺启动的主要原因之一[3, 4]。最近研究表明青春期肥胖女童促黄体生成素(LH)分泌脉冲频率及峰值均较正常体重者降低[5, 6]。Lee等[7] 研究发现性早熟男童LH激发峰值与体重指数(BMI)呈负相关,本团队前期研究发现BMI与性早熟女童LH激发峰值呈负相关[8],然而另一项单中心性早熟女童的研究显示高BMI值与阴毛、腋毛早现及骨龄提前相关,但与LH峰值、LH/卵泡刺激素(FSH)比值无关[9]。尽管肥胖对LH激发峰值的影响及其机制研究尚未阐明,但肥胖对青春期启动时间及激素水平的影响是明确的,并可导致肥胖相关并发症。过度肥胖及相关激素可能对下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)的分泌产生影响。
本研究通过分析不同BMI指数性早熟女童的性激素对GnRH激发试验的反应来研究肥胖对性早熟女童LH激发峰值的影响,在前期研究基础上,进一步探讨肥胖相关激素及神经激肽等影响性早熟女童LH激发峰值的作用机制,为临床精确分析和综合判断GnRH试验以及性早熟的诊断提出新的建议。 1 资料与方法 1.1 研究对象及分组
采用随机分层抽样方法,选取2012~2014年于本院确诊为中枢性性早熟,且年龄在6~9岁间的333例女童为研究对象(小于6岁的性早熟女童 因缺乏相应的BMI 标准未被纳入研究,月经来潮 者亦未纳入本项研究)。其中正常体重组123例(BMI:5% ~),超重组108例(BMI:85% ~),肥胖组102例(BMI ≥ 95%)。所有研究对象均无器质性疾病,并且未服用对性腺轴有影响的药物。儿童中枢性性早熟诊断标准参照卫生部2010 年颁布的《性早熟诊疗指南(试行)》[10]:男童 在9岁前,女童在8 岁前呈现第二性征或女童在 10 周岁前出现月经。儿童超重、肥胖判断标准参 照中国2~18岁儿童肥胖、超重筛查BMI界值点标准[11]:根据身高、体重计算BMI(BMI=体重/身高2),BMI在P85~范围内者为超重,BMI ≥ P95者为肥胖,且平素体健(无内分泌及遗传代谢疾病引发的继发性肥胖),近期无降血糖、降脂及有肝损作用的药物服用史,无酒精饮用史。本研究经所有患儿家长知情同意,并获得医院伦理委员会批准。 1.2 体格指标检测
受检者脱鞋帽、穿单衣,由专人使用标准方法测量其体重、身高,分别精确到0.1 kg、0.1 cm。 标准差单位(SDS)=(测量值- 平均数)/ 标准差 (SD)。 1.3 第二性征评价
由经统一培训的儿科内分泌医生进行,包括女 性乳房、阴毛。乳房发育评价采用视诊和触诊法,阴毛发育评价采用视诊法,按Tanner 分期标准,乳 房发育分为B1~B5期,阴毛发育分为PH1~PH5期[12],两侧乳房发育分期不同,则记录发育较成熟的一侧。 1.4 实验室及辅助检查
333例患者基础血清样本在GnRH(商品名: 戈那瑞林,生产厂家:马鞍山丰原制药有限公司,批号:H10960064) 注射前采集,GnRH(2.5~ 3 μg/kg,最大100 μg)注射后30、45、60、90 min采集血清标本检测LH、FSH 峰值。血清LH、 FSH、雌激素(E2)水平通过美国西门子公司化 学发光免疫分析仪检测。每组各随机抽取20 例 患儿进一步检测血清瘦素(leptin)、神经激肽B (neurokiniB)、吻素(kisspeptin) 和性激素结 合蛋白(SHBG)水平。leptin 采用放射免疫法检 测(leptin试剂盒,北京北方生物科技公司),neurokiniB 和kisspeptin 通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测(neurokiniB及kisspeptin试剂盒,美国凤凰制药公司),SHBG通过电化学发光法检测(SHBG诊断试剂盒,德国罗氏诊断有限公司)。
骨龄通过拍摄左手正位X线片(包括腕骨及桡尺骨下端),统一由本院专科医师按GP图谱法测算骨龄[13]。卵巢及子宫容积通过超声检查计算(0.523× 长× 宽× 深度),下丘脑- 垂体MRI 检查排除颅内占位病变。 1.5 统计学分析
采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行统计学分析,正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用SNK-q 检验;非正态分布的计量资料以中位数(范围)表示,多组间比较采用Kruskal Wallis H检验,组间两两比较采用Wilcoxon秩和检验。计数资料采用百分率(%)表示,多组间等级资料 比较采用Kruskal Wallis H 检验。对BMI与血清激素水平及骨龄的相关性分析采用Person相关分析。P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 临床特征分析
各组患儿平均诊断年龄差异无统计学意义(P>0.05);肥胖组体重-SDS、身高-SDS和BMISDS显著高于超重组及正常体重组(P<0.05)。 超重组及肥胖组的骨龄显著大于正常体重组(P<0.05);子宫、卵巢容积在3组间比较差异无统计学意义(表 1)。各组性早熟女童乳房发育Tanner分期比例分布差异有统计学意义(P<0.05),正常体重组以B2期为主,见表 2。
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表 1 333例性早熟女童一般临床资料比较[x±s或中位数(范围)] |
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表 2 各组乳房发育Tanner分期[例(%)] |
正常体重组基础LH、LH激发峰值以及LH/FSH比值明显高于肥胖组及超重组(P<0.05),但在超重组和肥胖组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。三组间基础FSH和FSH峰值比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3。
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表 3 333例性早熟女童血清激素水平比较[中位数(范围)] |
正常体重组LH激发峰值和血清SHBG水平显著高于超重组及肥胖组(P<0.05);血清leptin及neurokiniB水平显著低于超重及肥胖组,其中超 重组leptin水平低于肥胖组(P<0.05)。各组间血 清基础LH、基础FSH、FSH峰值及kisspeptin水平差异无统计学意义(P>0.05)。见表 4。
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表 4 60例性早熟女童血清激素水平比较[ 中位数(范围)] |
结果显示性早熟女童的BMI与LH激发峰值、基础LH值和SHBG水平呈负相关(分别r=-0.429、-0.314、-0.555,P<0.01);与leptin水平和骨龄呈正相关(分别r=0.692、0.203 P<0.01)。 3 讨论
肥胖对女性激素水平的影响贯穿青春前期、青春期及成年期。近期研究表明青春前期及青春期肥胖女童睡眠相关LH分泌减弱[5, 6, 14],肥胖妇女 平均LH水平、LH脉冲分泌振幅、LH激发峰值也显著低于正常体重者[15],肥胖患者月经周期中孕酮、LH、FSH水平相对较低[16]。本研究数据显示 正常体重者血清基础LH及LH激发峰值较超重及肥胖组显著升高,与前期研究结论一致。这些数据提示过度肥胖在一定程度上反而抑制了下丘脑- 垂体-性腺轴的功能。然而,另外一项研究则显示肥胖与阴毛、腋毛早现及骨龄进展有关,但对LH分泌无明显影响[9],这可能与该实验将年龄低 于3 岁的性早熟女童也纳入了研究有关,不能除 外“小青春期”的干扰。因此还需多中心大样本的临床试验进一步明确肥胖对青春期LH分泌的影 响及作用机制。
肥胖对下丘脑-垂体-性腺轴的作用机制目前尚未明确。本研究发现肥胖伴性早熟女童血清leptin和neurokiniB水平显著高于正常组,而血清SHBG水平则低于正常组。Leptin由外周成熟脂肪细胞分泌,通过外周及中枢受体参与能量平衡和生殖内分泌的调节[17]。人类leptin及其受体突变可导致不同程度的低促性腺素性功能减退症、食欲增加及肥胖[18]。在青春期早期,血清leptin水平存在性别差异,女童血清leptin水平明显高于男童,这与女童性早熟发病率高于男童一致[19]。人类及动物实验研究均显示,外源性leptin与下丘脑leptin受体结合后可增加GnRH脉冲分泌频率,刺激LH及FSH分泌[20, 21],高水平leptin可促进青春期启动[22]。然而研究显示血清leptin水平与肥胖呈正相关,这可能与leptin抵抗有关[23]。因此,尽管肥胖儿童外周leptin水平增加,由于存在中枢抵抗,中枢leptin水平不足以刺激GnRH分泌,从而抑制LH分泌[24]。
最新研究显示肥胖相关的内分泌机制与青春前期血清SHBG下降密切相关,女童5岁时SHBG水平越低,进入TannerⅡ期越早,LH分泌、生长加速、月经来潮越早[25]。一项肥胖高加索儿童的研究显示,减肥后男童胰岛素敏感性、血清SHBG、FSH、LH水平均显著升高,女童血清LH水平无明显改变[26]。身体脂肪分布的遗传危险性(genetic risk score,GRS)与血清SHBG水平下降显著相关,并且GRS与SHBG对胰岛素抵抗具有叠加效应[27]。青春期生长激素及IGF-1分泌增加,降低了胰岛素敏感性,从而出现代偿性高胰岛素血症,这种代偿性高胰岛素血症在肥胖女童中表现更为明显[28]。高胰岛素血症不仅降低了SHBG的合成、雌激素的灭活[25, 29],也增加了芳香化酶的活性,使血清睾酮向雌激素转换加速,从而促进乳房发育[28]。然而,长期高水平的雌激素可降低下丘脑-垂体-性腺轴的敏感性及负反馈抑制作用,最终导致LH激发峰值降低。
NeurokiniB(NKB)是影响青春期启动的另一因素,通过与下丘脑的受体结合参与生殖内分泌的调节。编码NKB及其受体NK3R的基因失活突变可导致低促性腺素性功能减退症和不孕症[30]。动物实验显示NKB/NK3R通路在雌鼠青春前期及成年期适当激素环境下可控制LH释放[31, 32]。Kinsey-Jones等[33]发现NKB激动剂可抑制卵巢切除后雌激素替代治疗的雌鼠LH分泌,另一项研究显示NKB受体拮抗剂可减少LH分泌的频率和振幅,并使雌鼠青春期启动延迟[34]。本研究显示肥胖及超重性早熟女童血清NKB水平较正常体重组高,但LH激发峰值则低于正常体重组,与动物实验研究结论相符。
Kisspeptin及其受体是调节GnRH分泌的重要信号通路。人类遗传研究显示编码Kisspeptin的基因KISS1失活突变可导致低促性腺素性功能减退症[35],编码其受体的基因GPR54激活突变可导致中枢性性早熟[36]。动物模型显示Kiss-1在性早熟雌鼠下丘脑mRNA表达较正常对照显著增加[37]。肥胖青春前期女童血清kisspeptin水平较正常对照高[38],在leptin缺乏的动物模型中,kisspeptin表达减少[39, 40],然而给leptin缺乏的啮齿动物外源性注射kisspeptin可增加促性腺激素的分泌[39]。这些研究表明kisspeptin神经核可能是leptin的下游调控因子,共同参与性腺轴的调控。大量研究表明NKB为Kisspeptin神经核的上游调控因子,共同参与生殖内分泌的调控[31, 41, 42]。本研究显示正常体重组血清kisspeptin水平较肥胖组低,与动物实验研究结论一致,但差异不具有统计学意义,可能与样本量小有关。leptin,neurokiniB和kisspeptin之间的相互作用及对下丘脑-垂体-性腺轴的调控机制需更进一步研究证实。
本研究显示肥胖伴中枢性性早熟女童LH激发峰值相对较低,可能与血清高leptin、neurokiniB和低SHBG水平及其信号通路的调节作用相关。在对肥胖伴中枢性性早熟女童的诊断过程中需要考虑BMI的影响因素,同时还需更多实验研究脂肪因子、神经激肽及其信号通路对GnRH分泌的调控机制。
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