过渡期生长激素缺乏症(Transitional growth hormone deficiency,TGHD)是指在发育过渡阶段新发或由儿童期发病的生长激素缺乏症(Growth hormone deficiency,GHD)持续存在的生长激素(Growth hormone,GH)缺乏状态
[1-3]。此过渡期通常从青春期后期线性生长结束(生长速率<1.5~2.0 cm/年)开始,持续约6~7年,直至个体完全发育成熟
[4]。依据病因,TGHD主要分为2类:⑴器质性病变(下丘脑-垂体结构破坏或功能损伤,如鞍区畸形、颅咽管瘤、颅脑手术或放化疗后遗症等),此类患儿成年后GH缺乏持续性极高(>95%)
[5];⑵特发性GHD,此类患儿中约36%病例在成年期仍持续存在
[6]。流行病学数据显示,持续性的儿童期发病的GHD构成了TGHD的主体,而新发病例仅占一小部分
[7]。
TGHD患儿面临显著升高的心血管并发症风险及不良预后,这是该疾病长期管理的核心挑战。这种风险主要归因于GH缺乏所致机体成分改变(如内脏脂肪增加、瘦体重减少、血脂异常、胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)以及糖代谢紊乱
[8],具体表现为左心室质量降低、血管内皮功能障碍及心外膜脂肪组织沉积等
[9]。值得注意的是,重组人生长激素(Recombinant human growth hormone,rhGH)替代治疗能有效逆转上述心血管异常
[10],这凸显了早期识别并干预TGHD、以预防心血管事件和改善远期预后的至关重要意义。鉴于IR在心血管疾病(Cardiovascular diseases,CVD)的发病及进展中的核心作用已获充分证据支持
[11],然而,其金标准评估方法——高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术——存在操作复杂且成本高昂等局限性,因此,开发并验证适用于TGHD人群的、简便、可靠、无创的IR及CVD风险替代标志物,对于实现早期风险预警、指导个体化干预和优化长期心血管健康管理具有迫切的临床需求。
近期大规模队列研究已证实三酰甘油葡萄糖(Triglyceride-glucose,TyG)指数、三酰甘油葡萄糖-体质量指数(Triglyceride-glucose-body mass index,TyG-BMI)及三酰甘油/高密度脂蛋白胆固醇比值(Triglyceride/high-density lipoprotein cholesterol,TG/HDL-C)兼具评估IR与预测CVD事件的价值
[12-13]:⑴TyG-BMI整合了脂质代谢、血糖稳态与肥胖程度三者之间的交互作用;⑵TG/HDL-C比值则特异性反映与IR相关的脂质代谢紊乱。尽管这些指标已在多种人群中得到验证,但其与TGHD患儿心脏结构病变的关联尚不明确。为此,本研究旨在评估TGHD患儿中TyG指数、TyG-BMI及TG/HDL-C比值与心脏结构病变的关联,以期为该人群的心血管风险早期分层提供实用、无创的生物标志物。
1 资料与方法
1.1 研究设计与对象
本研究为回顾性横断面研究,纳入2015年1月至2024年12月在江西省儿童医院内分泌遗传代谢科就诊并进行规律随访的44例15~18岁患儿。根据胰岛素耐量试验(Insulin tolerance test,ITT)及精氨酸激发试验的GH峰值水平进行分组:⑴TGHD组(n=25,GH峰值<5 μg·L-1);⑵部分GHD组(n=19,5 μg·L-1≤GH峰值<10 μg·L-1)。同时,选取同期同年龄范围的20例特发性矮身材(Idiopathic short stature,ISS)患儿为对照组(ISS组)(GH峰值≥10 μg·L-1)。本研究方案获得江西省儿童医院医学伦理委员会批准(批件号:JXSETYY-YXKY-20250020),所有入组患儿及其监护人均已签署知情同意书。
1.2 纳入标准
1.2.1 TGHD组纳入标准
⑴年龄:15~18岁,性别不限。⑵符合2020年《过渡期生长激素缺乏症诊断及治疗专家共识》制定的TGHD诊断标准
[4]:①对器质性GHD(如既往因鞍上肿瘤有手术和放疗史者)、多发性垂体激素缺乏症(≥3种垂体激素缺乏且血清胰岛素样生长因子1(Insulin-like growth factor-1,IGF-1)<-2 SDS)、影响下丘脑-垂体结构性脑缺陷的患儿不需激发试验即可确诊为TGHD;②对血清IGF-1<0 SDS的特发性GHD、伴垂体发育不全或异位垂体及既往有头颅照射史的特发性GHD、伴1~2种其他垂体激素缺乏的GHD行一种激发试验诊断;③对IGF-1<0 SDS的特发性GHD,低度怀疑TGHD患儿需完善2种激发试验,满足标准即可诊断;④激发试验种类及诊断切割值:ITT:作为诊断金标准(首选诊断试验),GH峰值<5 μg·L
-1;精氨酸激发试验:GH峰值≤4 μg·L
-1。⑶其他激素(糖皮质激素、甲状腺激素、性激素)替代在进入研究前3个月保持稳定。⑷病历资料完整。⑸未接受rhGH替代治疗。
1.2.2 部分GHD组纳入标准
⑴年龄:15~18岁,性别不限。⑵满足GHD诊断标准
[14]:①身高低于同年龄、同性别正常健康儿童平均身高的2个标准差或第3个百分位数;②年生长速率:青春期每年身高增长<6 cm;③骨龄落后于实际年龄>2年;④2种药物(ITT、精氨酸)GH激发试验结果均提示GH峰值<10 μg·L
-1且≥5 μg·L
-1;⑤血清IGF-1水平低于正常。
1.2.3 ISS组纳入标准
⑴年龄:15~18岁,性别不限。⑵满足ISS诊断标准
[15]:①身高低于同龄、同性别儿童的平均值2个标准差;②排除其他导致矮小的病因,如遗传性矮小、内分泌疾病、慢性疾病、营养不良、药物影响等;③2种药物GH激发试验正常或轻度异常,峰值≥10 ng·mL
-1;④骨龄与实际年龄相符或落后;⑤IGF-1正常或轻度异常。
1.3 排除标准
⑴由器质性、先天性、遗传性或综合征性病因所导致的GHD患儿;⑵合并心脏器质性病变(如先天性心脏病、心肌病、心肌炎等);⑶合并其他内分泌系统疾病(如糖尿病、甲状腺功能异常、性早熟等);⑷合并全身系统性疾病(如慢性肝肾功能不全、严重感染、恶性肿瘤、先天性风湿免疫性疾病等)。
1.4 观察指标
1.4.1 一般资料收集
3组患儿性别、年龄、既往病史、身高、体重、体质量指数(Body mass index,BMI)、腰围、臀围、青春期发育体征、心率、收缩压和舒张压等一般资料。
1.4.2 血清学指标检测
研究对象均于清晨空腹状态下(禁食8~10 h)采集静脉血。检测指标包括:空腹血糖、胰岛素、糖化血红蛋白、甘油三酯(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、碱性磷酸酶、IGF-1水平。
1.4.3 胰岛素耐量试验(ITT)
第1天患儿禁食8 h左右,于次日清晨进行ITT。患儿取平卧位并监测生命体征,静脉推注胰岛素(0.1~0.15 U·kg-1),于注射前30、0 min,注射后30、45、60、90、120 min采集静脉血,送至本院检验科检测生长激素水平。
1.4.4 精氨酸激发试验
第2天患儿禁食8 h左右,于次日清晨进行精氨酸激发试验。患儿取平卧位并监测生命体征,静脉滴注精氨酸(2 mL·kg-1,最大量120 mL),在30 min内输注完毕,于静滴前(0 min)、静滴30、60、90 min后采集静脉血,送至本院检验科检测生长激素水平。
1.4.5 彩色多普勒超声心动图
采用飞利浦IE33型彩色多普勒超声开展彩色多普勒超声心动图检查,探头频率设定为3.5~5.5 MHz。记录左心室舒张末期内径(Left ventricular internal dimension at end-diastole,LVIDd)、室间隔舒张末期厚度(Interventricular septal thickness at end-diastole,IVSd)、左心室后壁舒张末期厚度(Left ventricular posterior wall thickness at end-diastole,LVPWd)、升主动脉内径(Aortic root,Ao)、左心室射血分数(Left ventricular ejection fraction,LVEF)、左心室收缩末期内径(Left ventricular internal dimension at end-systole,LVDs)、室间隔收缩末期厚度(Interventricular septal thickness at end-systole,IVSs)、收缩末期左心室后壁厚度(Left ventricular posterior wall thickness at end-systole,LVPWs)、左心房内径(Left atrial dimension,LA)、左心室短轴缩短率(Left ventricular fractional shortening,LVFS)、左心室质量指数(Left ventricular mass index,LVMI)、相对室壁厚度(Relative wall thickness,RWT),以评估心脏功能。
1.4.6 相关指标定义
⑴TyG指数=(TG×FPG)÷2;⑵BMI(kg·m
-2)=体重÷身高
2;⑶根据Devereux公式
[16]计算LVMI。左心室肥厚(Left ventricular hypertrophy, LVH)诊断标准:男性LVMI≥37.08 g·m
-2、女性LVMI≥34.02 g·m
-2或RWT>0.36。相关彩色多普勒超声心动图诊断标准见
表1。
1.5 统计学处理
采用SPSS 27.0统计软件进行数据处理及统计分析,偏态分布的计量资料用M(P25,P75)表示,多组样本比较采用秩和检验,采用Bonferroni校正进行事后多重比较,以控制Ⅰ型错误率。计数资料采用n(%)表示,组间比较采用卡方检验;2个参数之间相关性,分析采用Spearman相关分析,其中r值代表相关系数。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 3组患儿一般临床资料比较
3组患儿年龄、身高、心率、收缩压及舒张压方面差异均无统计学意义(
P>0.05)。3组间性别分布差异有统计学意义(
P=0.014),均为男性多于女性,两两比较结果显示,TGHD组男性比例低于ISS组和部分GHD组(
P<0.05)。3组间BMI差异有统计学意义(
P=0.005),两两比较结果显示,TGHD组BMI高于ISS组(
P<0.05)。见
表2。
2.2 3组患儿血清学指标比较
3组患儿IGF-1差异有统计学意义(
P<0.001),两两比较结果显示,TGHD组与部分GHD组的IGF-1水平均显著低于ISS组(
P均<0.05),且部分GHD组也低于ISS组(
P<0.05)。3组患儿TG差异有统计学意义(
P=0.005),两两比较结果显示,TGHD组TG水平高于ISS组和部分GHD组(
P<0.05)。TGHD组TG/HDL-C比值高于ISS组和部分GHD组(
P均<0.05)。TGHD组TyG指数高于ISS组和部分GHD组(
P均<0.05)。TGHD组TyG-BMI高于ISS组和部分GHD组(
P均<0.05)。游离脂肪酸水平TGHD组显著低于ISS组(
P<0.05)。在TGHD组和部分GHD组碱性磷酸酶均显著低于ISS组(
P均<0.05)。谷草转氨酶TGHD组显著高于ISS组(
P<0.05)。TC、LDL-C、HDL-C、空腹胰岛素、葡萄糖及糖化血红蛋白、谷丙转氨酶、白蛋白、尿酸、肌酐、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶水平3组间差异无统计学意义(
P>0.05)。见
表3。
2.3 3组患儿彩色多普勒超声心动图指标比较
TGHD组LVIDd、IVSd、Ao、LVDs、IVSs、LA、LVMI和RWT较ISS组扩大(
P<0.05)。TGHD组LVPWd和LVPWs高于ISS组和部分GHD组(
P<0.05)。LVEF与LVFS在3组间差异无统计学意义(
P>0.05)。见
表4。
2.4 TyG指数、TyG-BMI、TG/HDL-C比值与超声心动图参数的相关性分析
Spearman相关性分析表明,TyG指数与LVIDd、IVSd、LVDs、LVPWs、LA、呈正相关(
r=0.364、0.435、0.444、0.324、0.332,
P<0.05);TyG-BMI与IVSd、LVDs、LA、RWT呈正相关(
r=0.478、0.325、0.465、0.339,
P<0.05);TG/HDL-C比值与LVIDd、IVSd、LVPWd、LVDs及LVMI呈正相关(
r=0.356、0.467、0.311、0.375、0.314,
P<0.05)。但三者均未与心功能指标(LVEF/LVFS)相关(
P>0.05)。见
表5。
3 讨论
研究表明,儿童GHD在男孩中发病率(约127/10万)高于女孩(约93/10万)
[17]。本研究发现,TGHD组与部分GHD组的男孩比例更高,与既往研究
[18]一致,但这未必表明男孩更易患病。此差异可能与两性生理差异以及社会对男孩身高期望更高导致就诊人数更多有关。既往针对儿童的研究表明,GHD与BMI存在相关性:肥胖儿童体内过多的脂肪组织会影响GH的分泌节律,降低GH的生物活性,肥胖程度越高,GH的分泌水平及储备功能越低
[19]。本研究显示TGHD组BMI高于ISS组,而其血清IGF-1水平低于ISS组和部分GHD组。这与GHD可引起脂代谢紊乱的机制相符:GH缺乏导致内脏脂肪堆积和瘦体重减少,从而推高BMI
[20]。
除调控儿童期纵向生长、身体组成及脂质代谢外,GH对维持正常心脏结构与功能亦发挥重要作用。GH/IGF-1轴与血管系统相互作用,并参与血管张力调节
[21]。因此,GHD可能引发心血管不良后果。GHD患儿常出现血脂异常,表现为TC、TG、LDL-C升高及HDL-C降低。这些指标是导致动脉粥样硬化的既定危险因素。而在垂体功能减退的患儿中,此类持续的代谢紊乱可能通过加速动脉粥样硬化进程,进而成为其远期心血管死亡率增加的潜在机制之一
[22]。本研究发现TGHD组血清TG水平显著高于ISS组和部分GHD组(
P<0.05),但与ISS组TC与LDL-C相比差异无统计学意义,可能与研究对象的差异(本研究聚焦于中国过渡期儿童)及样本量有限有关。GH作为有效的脂解激素,可促进体脂减少,并增加游离脂肪酸向肝脏的输送。游离脂肪酸在肝脏中可酯化为TG或胆固醇酯,从而提高肝内脂质利用率
[23]。与此机制相符的是,本研究发现TGHD组血清游离脂肪酸水平出现了降低。
TGHD患儿在过渡期若缺乏rhGH治疗,可诱发心脏病理性重构,增加远期健康风险。流行病学研究表明,儿童期存在亚临床心脏表型的个体,其成年后心血管事件发生率呈剂量依赖性升高
[24],此类风险将同步推高医疗成本与社会总负担。CITTADINI A等
[25]早期研究发现,未经治疗的成人GHD患者心脏收缩功能受损,经6个月的生长激素替代疗法(Growth hormone replacement therapy,GHRT)后显著改善。近十年多项心脏磁共振研究进一步证实,未经治疗的TGHD患儿左心室收缩末期容积、舒张末期容积及主动脉面积均较健康对照减小,每搏输出量亦呈下降趋势;而经1年GHRT后,LVMI呈现升高趋势
[26-27]。本研究超声心动图结果显示,与ISS组相比,TGHD组LVIDd扩大(
P<0.05),LVMI升高(
P<0.05),且均高于部分GHD组;TGHD组LVPWs与LVPWd高于ISS组和部分GHD组(
P<0.05)。此外,TGHD组在RWT、LVDs、LA及Ao方面均大于ISS组(
P<0.05)。尽管LVEF与LVFS在3组间差异无统计学意义,这可能与研究对象处于过渡期、病程较短有关,但结果仍表明,未经rhGH干预的TGHD患儿心脏结构可能发生改变,与国外研究结论一致
[28]。综上,超声心动图可有效识别TGHD患儿亚临床期心脏结构与血流动力学异常,而重启rhGH治疗后其心血管功能有望获得改善
[29]。
TGHD患儿除存在血脂异常外,常伴发IR。虽然IR检测的金标准是高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术,但其操作复杂、成本高,难以在临床推广。研究证实,TG/HDL-C及TyG指数与钳夹技术结果显著相关
[13],是评估IR的有效生物标志物。将TyG指数与BMI结合构建的TyG-BMI,可进一步提升IR评估效能。本研究发现,TGHD组TyG指数、TyG-BMI及TG/HDL-C比值均显著高于ISS组与部分GHD组(
P均<0.05)。TyG指数与心腔扩张(LVIDd、LVDs、LA)及室壁肥厚(IVSd、LVPWs)相关;TyG-BMI主要与心肌肥厚(IVSd)、重构标志(LVDs、RWT)及左心房扩大(LA)相关;TG/HDL-C比值则广泛影响室壁肥厚(IVSd、LVPWd)、心腔扩张(LVDs)与左心室质量(LVMI)。三者均未影响心功能(LVEF、LVFS)(
P>0.05)。其中左心室肥厚和舒张功能下降是不良心血管结局的显著预测因素
[30]。研究发现,TyG指数、TyG-BMI和TG/HDL-C比值与左心室肥厚LVH病变程度的相关性,主要与胰岛素抵抗IR等代谢紊乱所触发的一系列病理生理过程有关,具体机制包括:⑴促进心脏肥大的肿瘤坏死因子受体相关因子3(Tumor necrosis factor receptor associated factor 3,TRAF3)和IκB激酶ε(IκB kinase ε,IKKε);同时削弱抗肥大保护机制,如降低E3连接酶三部分基序蛋白16(Tripartite motif containing 16,TRIM16)的表达或活性
[31-32];⑵心肌能量代谢紊乱:IR状态下,心脏能量底物利用发生转变。一方面,葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter type 4,GLUT4)表达下调,导致葡萄糖摄取与氧化减少,迫使心肌在应激下更多依赖“节能”但效率较低的糖酵解供能
[33-34];另一方面,心脏代偿性增加游离脂肪酸代谢,导致耗氧增加、效率降低并产生脂毒性
[35];⑶氧化应激与纤维化:IR及脂肪酸代谢增加会导致线粒体过量产生活性氧(如超氧离子),后者是驱动LVH和心肌纤维化的重要介质
[36];⑷胰岛素直接促肥大作用:高胰岛素血症本身可直接刺激血管平滑肌增殖,并通过上调特定基因(如肌球蛋白轻链、α-肌动蛋白和肌钙蛋白Ⅰ)的mRNA转录水平与蛋白质合成,直接诱导心肌细胞肥大
[37]。
尽管本研究通过横断面设计初步揭示了TyG指数、TyG-BMI及TG/HDL-C比值与TGHD患儿心脏病变的关联性,为该领域提供了初步证据,但研究仍存在若干局限性:⑴受限于单中心数据来源,样本量有限且未纳入健康患儿对照组,导致代谢指标缺乏健康参照基准,难以完全区分GHD特异性效应与矮身材共性影响;⑵组间性别比例及BMI分布不均,虽通过分层分析部分控制混杂因素,但未采用多元回归模型校正连续变量,可能存在残余混杂因素;⑶研究未评估指标的诊断效能(如ROC曲线分析),导致TyG-BMI等与LVH参数的显著相关性虽具有提示意义,但无法确定其最佳临界值及敏感度/特异度,限制了临床转化价值。与既往研究
[12]相比,本研究在儿童群体中的探索尚处于起步阶段。未来需纳入多中心大样本数据、延长随访周期构建纵向队列,并引入ROC曲线及机器学习模型,以优化诊断阈值、评估动态预测能力,为TGHD患儿心血管风险早期识别提供更可靠的依据。
综上所述,处于过渡期不同程度TGHD患儿的心脏结构与功能表现存在显著差异。代谢指标方面,心脏病变的严重程度与TyG指数、TyG-BMI及TG/HDL-C比值密切相关。这提示,代谢紊乱可能在TGHD相关心脏病理过程中发挥关键作用。值得注意的是,未接受rhGH治疗的TGHD患儿出现LVH的风险显著增高,并可能进展为伴射血分数保留的左心室舒张功能障碍性心力衰竭。因此,TGHD确诊后需及时启动或重启rhGH替代治疗,以维持生长激素生理水平连续性,有效预防心血管病变的发生与进展。