生長激素激發(fā)試驗(yàn)和胰島素樣生長因子1水平檢測對(duì)生長激素缺乏癥的診斷意義和思考

李堂

（青島大學(xué)附屬婦女兒童醫(yī)院兒童內(nèi)分泌代謝科，山東青島 266000）

生長激素（growth hormone, GH）/胰島素樣生長因子1（insulin growth factor-1, IGF-1）軸在調(diào)控人體生長發(fā)育方面發(fā)揮重要作用。GH 可分別在GH 釋放激素（growth hormone-releasing hormone,GHRH）的刺激和生長抑素抑制作用下以脈沖方式分泌，進(jìn)而作用于多種細(xì)胞、組織和器官。對(duì)于生長而言，GH以長骨和脊柱骺板為靶器官，是骨骼生長的主要驅(qū)動(dòng)因素［1-2］。GH 主要通過兩種機(jī)制發(fā)揮作用，一種是通過與跨膜GH受體結(jié)合直接作用，另一種則是誘導(dǎo)IGF-1 分泌以發(fā)揮效用［3］。IGF-1 在一定程度上能反映機(jī)體內(nèi)GH 分泌狀態(tài)，是GH 發(fā)揮生物學(xué)作用的主要介質(zhì)。因此，GH 與IGF-1相互作用，影響骨骼生長發(fā)育。兒童生長激素缺乏癥（growth hormone deficiency, GHD）是導(dǎo)致兒童身材矮小的常見原因［4］，GH 激發(fā)試驗(yàn)和IGF-1 水平檢測是目前臨床診斷兒童GHD 的重要依據(jù)。

1 多種GH 激發(fā)試驗(yàn)聯(lián)合使用幫助診斷GHD

GH 激發(fā)試驗(yàn)通過下丘腦或垂體水平的各種刺激試驗(yàn)激發(fā)GH分泌，并與正常個(gè)體在刺激下可以達(dá)到的理想GH峰值進(jìn)行對(duì)比，從而判定是否存在GH缺乏。目前國內(nèi)外指南中推薦用于兒童的藥物GH激發(fā)試驗(yàn)包括胰島素低血糖激發(fā)試驗(yàn)、精氨酸激發(fā)試驗(yàn)、可樂定激發(fā)試驗(yàn)、左旋多巴激發(fā)試驗(yàn)、胰高血糖素激發(fā)試驗(yàn)、GHRH 激發(fā)試驗(yàn)［5-6］（表1）。其他新型GH激發(fā)試驗(yàn)藥物，例如馬西瑞林和生長激素釋放肽-2［5］，尚待評(píng)估是否可應(yīng)用于兒童人群。

表1 兒童常用GH激發(fā)試驗(yàn)匯總

考慮到任一GH 激發(fā)試驗(yàn)均有一定假陽性率（國外調(diào)查數(shù)據(jù)顯示身材矮小的兒童經(jīng)GH 激發(fā)試驗(yàn)出現(xiàn)假陽性結(jié)果的概率高達(dá)30%［7］），故臨床應(yīng)使用作用機(jī)制不同的兩種藥物激發(fā)試驗(yàn)［1，8］，以降低過度診斷為GHD 的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，國家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的《矮小癥臨床路徑（2019 年版）》，在納入胰島素低血糖激發(fā)試驗(yàn)、精氨酸激發(fā)試驗(yàn)、可樂定激發(fā)試驗(yàn)和左旋多巴激發(fā)試驗(yàn)4項(xiàng)中，明確規(guī)定必選2項(xiàng)，其中前2項(xiàng)必選1項(xiàng)［9］。當(dāng)2項(xiàng)GH激發(fā)試驗(yàn)中GH峰值不正常時(shí)，方可作為GHD的診斷依據(jù)之一［10］。

然而，值得注意的是，GH 激發(fā)試驗(yàn)仍存在特異性不佳的問題，即使進(jìn)行兩種激發(fā)試驗(yàn)，其特異性也僅為14.9%～49%［11］。鑒于GH激發(fā)試驗(yàn)存在假陽性率高和特異性不佳等局限性，許多醫(yī)生在臨床實(shí)踐中存在是否有必要對(duì)患兒進(jìn)行復(fù)測的爭議。一方面，由于GH激發(fā)試驗(yàn)需要采血，屬于有創(chuàng)檢查方法，且費(fèi)用相對(duì)較高，重復(fù)檢測往往會(huì)增加患兒痛苦以及家長的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。國外學(xué)者Oron 等［12］發(fā)現(xiàn)精氨酸-可樂定聯(lián)合激發(fā)試驗(yàn)（n=362）檢測兒童晚期和青春期GHD可減少對(duì)第2次GH 激發(fā)試驗(yàn)的需求。生長激素研究學(xué)會(huì)針對(duì)GH激發(fā)試驗(yàn)的復(fù)測爭議，也認(rèn)為既往基于不同激發(fā)試驗(yàn)被診斷為GHD 的兒童不應(yīng)被要求重新檢測［13］。而另一方面，應(yīng)當(dāng)明確GH激發(fā)試驗(yàn)是目前臨床確診GHD 的必要手段，但不是唯一標(biāo)準(zhǔn)。GHD 的診斷應(yīng)結(jié)合生長速率和骨齡等綜合判斷，具體應(yīng)滿足以下7 個(gè)要點(diǎn)［10］：（1）身高落后于同年齡、同性別正常健康兒童身高的第3百分位數(shù)或低于2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差；（2）年生長速率低于以下水平，即3 歲以下兒童＜7 cm/年，3 歲至青春期前兒童＜5 cm/年，青春期兒童＜6 cm/年；（3）勻稱性矮小、面容幼稚；（4）智力發(fā)育正常；（5）骨齡落后于實(shí)際年齡；（6）2 項(xiàng)GH 藥物激發(fā)試驗(yàn)GH 峰值均＜10 μg/L；（7）IGF-1水平低于正常。

2 多種因素可影響GH激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定個(gè)體化GH峰值切點(diǎn)優(yōu)化判讀

目前不同國家、地區(qū)采用的GH激發(fā)試驗(yàn)的峰值切點(diǎn)略有不同，國際共識(shí)和我國采用的GH激發(fā)試驗(yàn)峰值為10 μg/L （峰值超過此值，可排除GHD），部分國家和地區(qū)峰值為7 μg/L 或5 μg/L。筆者認(rèn)為設(shè)定個(gè)體化GH峰值切點(diǎn)，有助于優(yōu)化對(duì)GH 激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果的判讀。多項(xiàng)研究已證實(shí)GH 峰值受體重指數(shù)（body mass index, BMI）、青春期狀態(tài)、年齡和性別等因素的影響［14］。

2.1 BMI標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)分與GH峰值成顯著負(fù)相關(guān)

Abawi等［15］基于5 135例兒童58項(xiàng)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行了一項(xiàng)系統(tǒng)性分析和Meta 分析，探討B(tài)MI 標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)分（standard deviation score, SDS）對(duì)兒童GH峰值的影響，發(fā)現(xiàn)BMI SDS 與GH 峰值成顯著負(fù)相關(guān)，即BMI SDS 每增加1 個(gè)百分點(diǎn)，GH 峰值降低11.6%，且這種關(guān)系也已存在于BMI SDS 正常范圍的兒童，故可能導(dǎo)致超重和肥胖兒童GHD 的過度診斷。另一項(xiàng)納入991例身材矮小兒童的大型隊(duì)列研究證實(shí)GH 峰值和BMI SDS 呈顯著負(fù)相關(guān)，且獨(dú)立于激發(fā)試驗(yàn)類型［16］。因此對(duì)于不同體重兒童的醫(yī)學(xué)診斷，臨床醫(yī)生可考慮根據(jù)兒童體重狀態(tài)調(diào)整GH激發(fā)試驗(yàn)的臨界值，如根據(jù)Abawi等［15］的經(jīng)驗(yàn)：若將5 μg/L作為正常體重兒童的GH激發(fā)試驗(yàn)臨界值，對(duì)于超重兒童（BMI SDS≥1）和肥胖兒童（BMI SDS≥2）臨界值可考慮分別調(diào)整為4.6 μg/L、4.3 μg/L；若將10 μg/L 作為正常體重兒童的GH 激發(fā)試驗(yàn)臨界值，對(duì)于超重兒童（BMI SDS≥1）和肥胖兒童（BMI SDS≥2）臨界值可考慮分別調(diào)整為9.3 μg/L、8.6 μg/L。目前現(xiàn)有的研究討論了分層BMI 指導(dǎo)GH 激發(fā)試驗(yàn)的峰值，但是由于所分析的人群包括肥胖和非肥胖但身高正常的兒童，且此類人群未進(jìn)行GH激發(fā)試驗(yàn)，因此這些研究存在高風(fēng)險(xiǎn)偏倚?？紤]到BMI 的影響不容忽視，并隨著國內(nèi)超重/肥胖兒童比例逐年升高，需要進(jìn)一步的研究明確具體數(shù)值，以更好地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室診斷。

2.2 青春期前性激素“引發(fā)”對(duì)GH 激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果的影響尚無定論

青春期前生理性GH分泌往往相對(duì)較低，對(duì)此類兒童行GH激發(fā)試驗(yàn)前，有專家建議用性激素進(jìn)行“引發(fā)”以增強(qiáng)GH 分泌，減少假陽性結(jié)果。2016年美國兒科內(nèi)分泌學(xué)指南則建議對(duì)＞11歲青春期前男性和＞10 歲青春期前女性進(jìn)行GH 激發(fā)試驗(yàn)前使用性激素“引發(fā)”［17］。目前最常見的“引發(fā)”年齡，男孩為10～13 歲，女孩為8～12 歲，所用性激素制劑多為口服17β-雌二醇或己烯雌酚。然而，“引發(fā)”時(shí)，GH分泌可能會(huì)以非生理性方式增強(qiáng)，可能出現(xiàn)假陰性結(jié)果，從而導(dǎo)致患兒未能及時(shí)接受治療［18］。因此，臨床對(duì)“引發(fā)”仍存在爭議，上述研究對(duì)結(jié)果的影響并不確定，是否能有效減少假陽性結(jié)果，仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。在我國，臨床中較少對(duì)青春期前兒童進(jìn)行“引發(fā)”，且是否基于青春期調(diào)整GH峰值，目前鮮有研究結(jié)果支持。

2.3 不同年齡和性別兒童GH 峰值存在差異，新生兒GH峰值有待考證

Chen等［19］進(jìn)行的回顧性研究納入18例身材矮小的GHD患兒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GH激發(fā)試驗(yàn)中男性患兒的GH 峰值在＞10 歲組中最高，其次是7～10 歲組，≤6 歲組最低；對(duì)于女性患兒，7～10 歲組和＞10 歲組的GH峰值相比≤6歲組更高。若臨床懷疑新生兒患GHD，可通過單次GH檢測證實(shí)，最好在出生后1周內(nèi)低血糖發(fā)生期間進(jìn)行檢測。然而，值得注意的是，尚未確定診斷新生兒GHD的GH峰值。2000年兒童和青少年GHD 診斷和治療共識(shí)指出，GH＜20 μg/L 提示新生兒存在GHD［20］；而2020 年，有研究分析25 例重度GHD 新生兒和281 例健康新生兒（胎齡34.0～37.9 周） 的GH 水平，認(rèn)為GH＜7 μg/L在足月新生兒血液篩查中確認(rèn)重度GHD具有較高的準(zhǔn)確性［21］。而在合并其他垂體激素缺乏癥或存在三聯(lián)征（異位垂體后葉、垂體前葉發(fā)育不全及垂體柄異常）新生兒中，2016 年美國兒科內(nèi)分泌學(xué)指南建議GH峰值為5 μg/L［17］。在此問題上，我國學(xué)界并沒有形成統(tǒng)一的有說服力的見解，適合我國新生兒的GH峰值還有待考證。

2.4 影響GH峰值的其他因素

激發(fā)試驗(yàn)時(shí)間長短、患兒垂體磁共振成像的冠狀高度和矢狀面高度與GH 峰值也有一定相關(guān)性。Yau 等［22］研究納入315 例身材矮小或生長發(fā)育不良兒童，用精氨酸和左旋多巴進(jìn)行GH激發(fā)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)120 min時(shí)停止而不進(jìn)行至180 min，并不影響GHD 診斷。Chen 等［19］通過比較不同年齡組身材矮小GHD患兒的GH激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GHD 患兒垂體磁共振成像冠狀高度和矢狀面高度與GH 激發(fā)試驗(yàn)中GH 峰值呈正相關(guān)。這些研究所納入的樣本量都較少，指導(dǎo)作用有限。

3 IGF-1 檢測也可輔助診斷GHD，并監(jiān)測GH治療依從性

IGF-1 是由GH 刺激靶細(xì)胞所產(chǎn)生的多肽，主要在肝臟中合成，其在外周血中與IGF 結(jié)合蛋白（IGF binding protein, IGFBP），特別是IGFBP-3結(jié)合后，輸送到周圍組織發(fā)揮作用。IGF-1在促進(jìn)細(xì)胞生長和分化方面起著關(guān)鍵作用，無明顯脈沖分泌，并且晝夜節(jié)律變化很小，被認(rèn)為是GHD 的預(yù)測生物標(biāo)志物［23］。

目前IGF-1 用于GHD 的診斷已成為臨床共識(shí)。中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)內(nèi)分泌遺傳代謝學(xué)組所編寫的《基因重組人生長激素兒科臨床規(guī)范應(yīng)用的建議》已明確指出，IGF-1是協(xié)助診斷GHD的重要參考指標(biāo)［10］。在臨床上，我國所采用的IGF-1診斷參考值范圍，主要是基于2009年顧學(xué)范教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的我國不同年齡（6～18歲）健康兒童IGF-1水平研究［24］，以及2022年鞏純秀教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的中國1～19歲兒童和青少年IGF-1數(shù)據(jù)［25］。多數(shù)研究表明IGF-1在診斷GHD時(shí)具有良好或中等特異度，但靈敏度較低，且IGF-1水平即使正常，也不能完全排除GHD［1，26］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)IGF-1 SDS 為-2.0 或更低時(shí)或可預(yù)測GHD，而IGF-1水平＞0 SDS且經(jīng)年齡、性別和青春期校正的數(shù)值有極大可能性排除GHD［18，26］。對(duì)于骨齡超前的患兒，IGF-1的水平需要根據(jù)骨齡校正［27］。

早期識(shí)別GHD 患兒，改善終身高，已成為臨床的重點(diǎn)關(guān)注。IGF-1 也可用于GHD 早期篩查中，不過其準(zhǔn)確性仍有爭議。Iwayama 等［28］對(duì)納入的298例身材矮小或身高增長速率迅速下降兒童測量IGF-1 水平，并使用可樂定、精氨酸進(jìn)行GH 激發(fā)試驗(yàn)，結(jié)果顯示IGF-1水平作為GHD篩查的準(zhǔn)確性不高，且靈敏度（68.5%）和特異度（41.7%）較低。另一項(xiàng)研究對(duì)納入的649例身材矮小兒童使用GH 激發(fā)試驗(yàn)評(píng)估IGF-1 水平，結(jié)果顯示GHD 患兒和其他身材矮小患兒IGF-1水平無顯著差異［29］。與前述持不同意見的是，Inoue-Lima 等［30］對(duì)48 例GHD患兒和175例GH正常兒童的IGF-1和IGFBP-3采用貝葉斯法分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IGF-1 SDS 對(duì)識(shí)別GHD 的靈敏度為92%，特異度為69%，可作為篩查GHD的有效工具。而國際關(guān)于診斷矮小和/或生長遲緩的兒童指南建議將IGF-1（含/不含IGFBP-3）作為實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)之一，對(duì)潛在的臨床病理原因進(jìn)行GHD 篩查［31-32］。但I(xiàn)GF-1 用于篩查GHD的SDS臨界值未達(dá)成一致意見，部分學(xué)者認(rèn)為其臨界值可能在0～-2 SDS之間［33］。

此外，國內(nèi)外指南也指出監(jiān)測GH治療期間的IGF-1 水平可用于評(píng)估治療依從性和安全性［10，17］。GH 治療過程中應(yīng)維持IGF-1 水平處于正常范圍。在患兒依從性較好情況下，若生長情況不理想且IGF-1 水平較低，可在GH 批準(zhǔn)劑量范圍內(nèi)增加劑量。若患兒IGF-1水平高于正常范圍，往往建議降低GH劑量。然而，IGF-1是否可作為判定GH治療反應(yīng)的指標(biāo)還未在長期研究中得到證實(shí)。并且在保證患兒接受GH 治療獲益的同時(shí)，GH 治療劑量應(yīng)增加或降低多少范圍也未確定。因此，若要完整評(píng)估如何根據(jù)IGF-1 水平調(diào)整GH 治療劑量，需要后續(xù)長期、大規(guī)模研究。

綜上，GH/IGF-1 軸的實(shí)驗(yàn)室檢測在GHD 疾病領(lǐng)域具有較高的臨床價(jià)值?？紤]到不同患兒的差異性，或可根據(jù)患兒BMI、青春期、年齡、性別等因素，調(diào)整和建立適合我國兒童人群的GH峰值和IGF-1臨界值。同時(shí)需要注意臨床診斷GHD應(yīng)結(jié)合GH激發(fā)試驗(yàn)、IGF-1、生長速率、骨齡等多種指標(biāo)綜合評(píng)估，避免單純參考一項(xiàng)或兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。此外，更精準(zhǔn)識(shí)別疑似GHD 患兒，探尋其他更明確診斷GHD 的新指標(biāo)等方法，或可幫助改進(jìn)GHD 診斷，幫助患兒及早確診并接受治療以改善臨床結(jié)局。