特發(fā)性中樞性性早熟女童FGF23、Klotho、IGF-1和性激素水平分析*

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(xué)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(jī)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(yàn)，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I(xiàn)GF-1 對人類青春期的調(diào)控機(jī)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(xì)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(xué)作用都需要由Klotho介導(dǎo)。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。

1 資料與方法

1.1 一般資料

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(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)；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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)：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(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，患兒家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 體格檢查

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 觀察指標(biāo)

1.3.1 血清FGF23、Klotho、IGF-1 水平所有研究對象夜間嚴(yán)格禁食、禁水后，于入院第2 天清晨8 點(diǎn)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(yàn)（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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)或秩和檢驗(yàn)；相關(guān)性分析用Spearman 法。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

兩組的年齡和體重比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。兩組的身高、身高標(biāo)準(zhǔn)差積分、體質(zhì)量指數(shù)、體質(zhì)量指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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

2.2 兩組性激素水平和FGF23、Klotho、IGF-1 水平比較

兩組的LH 和FSH 水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)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(xué)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(xué)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

2.3 觀察組各指標(biāo)與Klotho和FGF23的相關(guān)性

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(biāo)與Klotho和FGF23的相關(guān)性分析

3 討論

性早熟的發(fā)病機(jī)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(shí)現(xiàn)促進(jìn)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(biāo)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(jìn)一步促進(jìn)雌二醇的分泌。下丘腦-垂體-性腺軸的激活還促進(jìn)了GH 和IGF-1 的分泌，而雌激素又進(jìn)一步促進(jìn)了GH 的分泌，從而導(dǎo)致生長板局部IGF-1 水平的升高和作用的增強(qiáng)[8]。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(jìn)囊泡中存儲的GnRH 的釋放[9]。有學(xué)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(jìn)展和GnRH 分泌增強(qiáng)發(fā)揮了一定作用[10]。下丘腦內(nèi)側(cè)基底部是負(fù)責(zé)青春期發(fā)育的大腦主要區(qū)域之一。一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(diǎn)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(shí)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(diǎn)的關(guān)聯(lián)，還需要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床進(jìn)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(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Klotho 基因在雌性小鼠的下丘腦-垂體-性腺軸中表達(dá)[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(dá)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(jìn)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(xì)胞和成骨細(xì)胞分泌。FGF23 的所有生物學(xué)作用都需要由Klotho 介導(dǎo)，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(xì)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(fù)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(fù)生育能力。一項(xiàng)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(rèn)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(jī)制尚需進(jìn)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(jìn)一步依據(jù)Tanner 分期進(jìn)行分組研究，以及進(jìn)一步完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以了解該軸在青春期發(fā)育中發(fā)揮的作用。