肥胖兒童血清生化指標(biāo)的代謝改變研究

楊香春，王飛，李海波

寧波市婦女兒童醫(yī)院出生缺陷綜合防治實(shí)驗(yàn)室，浙江寧波 315000

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，營(yíng)養(yǎng)過剩等導(dǎo)致的兒童肥胖問題日益顯著，我國(guó)兒童青少年的超重和肥胖患病率逐年上升[1-2]。肥胖可引起非酒精性脂肪肝、糖尿病等一系列并發(fā)癥[3-4]。研究肥胖兒童的代謝情況對(duì)降低兒童肥胖的發(fā)生率具有重要意義。肝、腎功能生化指標(biāo)檢測(cè)是臨床常用的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)項(xiàng)目；研究顯示，肥胖兒童體內(nèi)存在一定程度的肝、腎功能代謝異常[5]。本研究采用代謝組學(xué)方法對(duì)肥胖兒童和健康兒童的肝、腎功能生化指標(biāo)進(jìn)行比較，旨在為肥胖的發(fā)病機(jī)制研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年1月至10月在寧波市婦女兒童醫(yī)院就診的70例肥胖兒童作為肥胖組，其中男56例，女14例，年齡8～14歲，平均（11.00±2.00）歲，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）21.9～33.7kg/m2，平均（25.7±3.0）kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)：以BMI為指標(biāo)，采用既往文獻(xiàn)報(bào)道的超重、肥胖篩查界值點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，與同年齡、同性別兒童比較，BMI>2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差即診斷為肥胖癥[6]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有先天性遺傳病者；②患有代謝性疾病者；③患有神經(jīng)和內(nèi)分泌疾病者；④患有病理性肥胖者。隨機(jī)選取同期在寧波市婦女兒童醫(yī)院體檢且結(jié)果合格的55名健康兒童作為對(duì)照組，其中男42名、女13名，年齡8～14歲，平均（11.00±1.87）歲。兩組兒童在年齡、性別比例方面比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），組間具有可比性。本研究經(jīng)寧波市婦女兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過（倫理審批號(hào)：EC2023-045）。

1.2 生化指標(biāo)檢測(cè)

兩組兒童在抽血前1d低脂飲食，當(dāng)日清晨空腹抽取5ml靜脈血。樣本靜置20～30min后離心，采用貝克曼全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光分析儀檢測(cè)白蛋白（albumin，ALB）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，CRE）、直接膽紅素（direct bilirubin，DBIL）、谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（glutamyltransferase，GGT）、球蛋白（globulin，GLO）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、間接膽紅素（indirect bilirubin，IBIL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、總膽紅素（total bilirubin，TBIL）、總膽固醇（total cholesterol，TCH）、三酰甘油（triglycerides，TG）、血清總蛋白（total protein，TP）、尿酸（uric acid，UA）水平及白蛋白/球蛋白（albumin/globulin，A/G）、AST/ALT和BUN/CRE。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較采用t檢驗(yàn)，分析采用Pearson相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用SIMCA-P 12.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行代謝組學(xué)分析，主要包括無監(jiān)督的主成份分析（principal component analysis，PCA）和有監(jiān)督的偏最小二乘判別分析（partial least square discriminate analysis，PLS-DA）。

2 結(jié)果

2.1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標(biāo)比較

肥胖組兒童的血清ALB、ALP、ALT、AST、CRE、GGT、LDL、TCH、TG、TP和UA指標(biāo)均高于對(duì)照組兒童；血清AST/ALT、BUN/CRE和HDL低于對(duì)照組兒童，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；A/G、BUN、DBIL、GLO、IBIL和TBIL差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。

表1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標(biāo)比較（±s）

表1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標(biāo)比較（±s）

指標(biāo) 對(duì)照組（n=55） 肥胖組（n=70） t P A/G 1.44±0.31 1.47±0.16 0.542 0.590 ALB（g/L） 41.95±3.38 44.90±2.16 5.637 <0.001 ALP（U/L） 231.36±75.17 305.86±79.92 5.309 <0.001 ALT（U/L） 15.18±8.13 38.43±25.12 7.274 <0.001 AST（U/L） 27.00±6.89 31.44±12.62 2.508 0.014 AST/ALT 2.13±1.01 0.98±0.38 -8.017 <0.001 BUN（mmol/L） 4.65±2.48 4.40±0.94 -0.713 0.478 BUN/CRE 86.99±31.13 73.31±18.36 -2.887 0.005 CRE（μmol/L） 53.22±19.18 60.86±7.60 2.786 0.007 DBIL（μmol/L） 1.61±0.66 1.80±0.80 1.426 0.157 GGT（U/L） 16.02±6.80 24.77±9.23 6.102 <0.001 GLO（g/L） 30.19±5.19 30.96±2.92 0.976 0.332 HDL（mmol/L） 1.48±0.34 1.34±0.37 -2.229 0.028 IBIL（μmol/L） 6.78±2.66 7.75±4.21 1.489 0.139 LDL（mmol/L） 2.21±0.64 2.46±0.58 2.264 0.025 TBIL（μmol/L） 8.39±3.25 9.55±4.95 1.500 0.136 TCH（mmol/L） 4.22±0.88 4.67±0.87 2.840 0.005 TG（mmol/L） 0.98±0.46 1.57±0.81 5.062 <0.001 TP（g/L） 72.14±4.89 75.86±3.61 4.714 <0.001 UA（μmol/L） 267.89±80.57 406.54±93.10 8.762 <0.001

2.2 兩組兒童的肝、腎功能代謝差異分析

對(duì)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的14個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無監(jiān)督模式的PCA分析。從PCA得分圖看出，兩組兒童聚類明顯（R2X=0.466，Q2=0.191），說明兩組兒童的肝、腎功能代謝差異顯著，見圖1。采用有監(jiān)督模式的PLS-DA分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，PLS-DA得分圖顯示兩組兒童的代謝物差異明顯分離（R2X=0.424，R2Y=0.569，Q2=0.48），表明模型可靠，見圖2。

圖1 兩組兒童的肝腎功能代謝PCA得分圖

圖2 兩組兒童的肝腎功能代謝PLS-DA得分圖

根據(jù)PLS-DA模型分析，通過計(jì)算變量投影重要度（variable Importance for the projection，VIP）衡量對(duì)肥胖兒童與健康兒童樣本分類判別的影響強(qiáng)度和解釋能力，篩選出6個(gè)VIP>1.0影響強(qiáng)度最大的生化標(biāo)志物：AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP，見表2。

表2 肝、腎功能生化標(biāo)志物VIP值

2.3 BMI與生化指標(biāo)相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，BMI與UA水平呈顯著正相關(guān)（r=0.410，P<0.01），隨著肥胖程度增加而增加；BMI與AST/ALT負(fù)相關(guān)（r=-0.327，P<0.05）；其余指標(biāo)相關(guān)性不顯著，見表3。

表3 BMI與生化指標(biāo)相關(guān)性分析

3 討論

近年來，兒童肥胖的發(fā)生率逐年上升，且呈低齡化趨勢(shì)。王小麗等[7]研究顯示2021年泰安地區(qū)6～13歲小學(xué)生肥胖檢出率高達(dá)16.60%。兒童肥胖已成為一個(gè)嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生問題。

本研究分析肥胖兒童血清肝腎功能及血脂等指標(biāo)。結(jié)果顯示，肥胖兒童體內(nèi)A/G、ALB、ALP、ALT、CRE、DBIL、GGT、IBIL、TBIL、TG、TP、UA等指標(biāo)存在不同程度的升高，AST/ALT、BUN/CRE等指標(biāo)降低，表明肥胖兒童存在明顯的血脂代謝紊亂、肝酶異常和腎功能受損。近年來，多項(xiàng)研究證明兒童肥胖與肝腎損傷有明確關(guān)系[8-12]；主要機(jī)制包括胰島素抵抗、脂類代謝異常和炎癥因子增加等[12-13]。肥胖兒童外周脂肪組織動(dòng)員增加，大量游離脂肪酸進(jìn)入肝臟，肝臟脂質(zhì)代謝失衡，脂質(zhì)在肝細(xì)胞內(nèi)異常沉積，使肝細(xì)胞脂肪變性，出現(xiàn)肝臟受損，肝酶異常，進(jìn)而導(dǎo)致非酒精性脂肪肝。研究發(fā)現(xiàn)，兒童肥胖可導(dǎo)致ALT水平顯著升高，增加非酒精性脂肪肝的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[14,16]。肥胖引起的高灌注和高濾過、胰島素抵抗及脂肪組織釋放的大量腫瘤壞死因子-α，白細(xì)胞介素-6和C反應(yīng)蛋白等引起腎臟損害，導(dǎo)致肥胖相關(guān)性腎病[16-17]。

本研究通過代謝組學(xué)分析具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的指標(biāo)，利用PCA和PLS-DA模型發(fā)現(xiàn)肥胖組與對(duì)照組兒童代謝模式有明顯區(qū)別，其中AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP影響最大（VIP>1）；在評(píng)估肥胖兒童肝功能損傷方面，AST/ALT的降低相比ALT、GGT等其他肝酶指標(biāo)更加可靠，更有特異性。相關(guān)性分析顯示BMI與AST/ALT存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著肥胖程度的增加，AST/ALT下降，促使非酒精性脂肪肝的發(fā)生；在反映腎臟功能的生化指標(biāo)中，UA的變化最為顯著，且UA水平隨著BMI增加而升高。肥胖往往合并高尿酸血癥[18]；李洪軍等[19]研究結(jié)果顯示肥胖學(xué)生高尿酸血癥的檢出率為21.79%。分析原因可能是隨著肥胖程度的增加，胰島素抵抗導(dǎo)致腎臟尿酸排泄功能下降，加上內(nèi)臟脂肪代謝增加，血清尿酸升高[20-21]。

綜上所述，本研究通過對(duì)肥胖兒童的肝、腎功能生化指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)肥胖兒童體內(nèi)存在明顯的肝、腎功能受損，通過代謝組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)AST/ALT和UA是肥胖兒童代謝發(fā)展中極其重要的代謝指標(biāo)，為后續(xù)兒童肥胖研究的重點(diǎn)。