肥胖患儿GH-IGF-1轴改变与心血管危险因素相关性研究及rhGH治疗探讨

摘要

肥胖(Obesity)是多重病因造成的慢性疾病。近年来，儿童和青少年肥胖发病率在全球范围内迅速增加，已成为严重的社会公众问题。肥胖与胰岛素抵抗、高血压、高血脂、高血糖等代谢综合征(Metabolic syndrome，MS)的组成成分及心血管疾病密切相关。儿童期肥胖是成人肥胖的重要预测因子，大约一半以上的肥胖儿童会在成年期间持续肥胖。而且一旦在成人期确诊肥胖，很难通过自身调节改善。因此，早期干预是避免成人肥胖并发症的有效策略。儿童期肥胖治疗公认的首选方案包括饮食改善和生活方式改善，但成功率不高。另外，在儿童目前辅助减肥及改善肥胖并发症的药物没有被广泛研究。
　　生长激素（Growth hormone，GH）是由191个氨基酸组成的单链多肽。它由垂体前叶的嗜酸性细胞产生，其最主要的功能是调控线性增长。另外GH对调节身体组成、调节肝脏脂质代谢及心脏和血管功能也起着重要作用。胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor1，IGF-1）是GH分泌重要的中间产物，它主要在肝脏合成，在正常生长和发育中起着非常重要的作用。IGF-1的主要功能为调节生长、提高胰岛素敏感性并刺激蛋白质合成、抑制蛋白质的分解。
　　除了肥胖相关代谢并发症，肥胖患者存在生长激素-胰岛素样生长因子轴（GH-IGF-1轴）异常。目前已有充足的证据证明肥胖患者GH水平低于正常个体，但对于肥胖与IGF-1之间相关性的研究仍存在争议。另外，对于IGF-1与代谢综合征组成成分及心血管危险因素是否存在相关性这一问题，目前研究仍未达成共识，且较少研究关注儿童这一群体。
　　肥胖患者GH分泌减少，且GH刺激试验后GH峰值降低。但是与先天性生长激素缺乏症(Growth hormone deficiency GHD)不同，这种与肥胖相关的GH分泌减少可随着体重减轻而逆转，因此被认为是相对性或功能性的GHD。在过去的十年里，已有研究将关注点集中在肥胖相对性GHD与肥胖相关心血管并发症的相关性上。目前普遍结论都认为肥胖相对性GHD与心血管疾病相关危险因素有关。然而，迄今为止，对于肥胖合并相对性GHD的患儿是否可应用重组人生长激素（Recombinant human growth hormone，rhGH）治疗来改善心血管代谢并发症国内外尚无相关研究。是否可将rhGH作为肥胖合并相对性GHD患儿的潜在临床治疗方案是我们目前需要关注的问题。
　　本研究主要包括三部分:分析肥胖患儿IGF-1改变及其与高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)降低、非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)及代谢综合征其他组成成分的相关性。对肥胖合并相对性GHD的患儿进行为期6个月的rhGH治疗，观察rhGH治疗是否可改善肥胖相关并发症，并对这项治疗方案进行了安全性评估，为rhGH作为肥胖合并相对性GHD的潜在治疗方案提供了临床依据。
　　第一部分肥胖患儿胰岛素样生长因子改变及其与低高密度脂蛋白胆固醇血症相关性研究
　　研究目的
　　肥胖作为代谢综合征的中心环节，与很多长期或者短期的代谢和心血管并发症有关。低水平的HDL-C作为独立的心血管疾病危险因素，也与肥胖密切相关。作为GH分泌的重要中间产物，低水平的IGF-1与胰岛素抵抗和心血管疾病的发生密切相关。目前，国际上已经有部分研究得到了IGF-1和HDL-C存在正相关关系这一结论，但目前尚无针对儿童和青少年这一群体IGF-1和HDL-C相关性的研究。针对这一研究空白，本研究以10-16岁的肥胖儿童为研究对象，调查在中国肥胖儿童中IGF-1改变及其和低HDL-C血症、代谢综合征之间是否存在相关性。
　　研究对象和方法
　　1、研究对象:本研究选取2011年7月至2015年11月在山东省立医院儿科内分泌病房住院或者门诊就诊的肥胖患儿作为研究对象。按照制定的筛选标准筛选后，共有120例肥胖儿童纳入最终研究。将血清HDL-C＜1.03mmol/L定义为低HDL-C血症。肥胖儿童根据HDL-C水平分为低HDL-C血症组和正常HDL-C组。另外选取120例健康的非肥胖儿童作为正常对照组。肥胖组及正常对照组年龄、性别及性发育分期无统计学差异。
　　2、研究方法:所有患儿均行以下检查:身高、体重、血压测量、第二性征发育分期评估、测量血清IGF-1水平、总胆固醇(Total cholesterol，TC)、HDL-C、低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C)、甘油三酯(Triglycerides，TG)、空腹血糖(Fasting blood glucose，FBG)、空腹胰岛素(Fastinginsulin)、谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase，ALT)及尿酸(Uric acid，UA)。观察比较肥胖组患儿与正常对照组IGF-1及代谢指标、人体测量学数据的差异。观察比较低HDL-C血症组及正常HDL-C组两组之间临床特点、实验室特点，分析IGF-1与低HDL-C血症及代谢综合征其他组分之间的相关性。
　　研究结果
　　1、肥胖组患儿的身高标准差积分（Height standard deviation score，Ht SDS）显著高于正常对照组(P＜0.001)，但IGF-1标准差积分(Insulin-like growth factor1standard deviation scores，IGF-1SDS)显著低于正常对照组(P＜0.001)。
　　2、在120个肥胖儿童中，22个(18.3％)合并低HDL-C血症。与正常HDL-C组相比，低HDL-C血症组的IGF-1SDS显著降低(P=0.001)。两变量相关分析结果表明IGF-1 SDS与HDL-C水平呈显著正相关（r=0.19,P=0.003）。
　　3、多变量logistic回归分析中，在控制了包括年龄、性别、性发育分期、体重指数标准差积分(Body mass index standard deviation scores，BMI SDS)、收缩压(Systolic blood pressure，SBP)、舒张压(Diastolic blood pressure，DBP)、胰岛素抵抗稳态模式评估指数(Homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR)、TC、LDL-C、TG、ALT及UA等混杂因素后， IGF-1 SDS降低与低HDL-C血症的发生显著相关(OR0.518，95％ CI0.2920.916;P=0.024)。这个结果表明肥胖患儿低水平的IGF-1是低HDL-C血症发生的独立的危险因素。此外，在控制了年龄、性别、性发育分期的影响后，IGF-1SDS降低与代谢综合征(OR0.555，95％ CI0.385-0.801;P=0.002)及高甘油三醋血症(OR0.582，95％ CI0.395-0.856; P=0.006)的发生显著相关，但与高血压无明显的相关性。这个结果表明肥胖患儿低水平的IGF-1是代谢综合征及高甘油三酯血症发生的独立的危险因素。
　　研究结论
　　1、肥胖患儿IGF-1 SDS显著降低。
　　2、肥胖患儿低水平的IGF-1是低HDL-C血症独立的危险因素。
　　关键词:肥胖;胰岛素样生长因子;高密度脂蛋白胆固醇;代谢综合征
　　第二部分肥胖患儿胰岛素样生长因子及代谢参数与非酒精性脂肪性肝病相关性研究
　　研究目的
　　近年来随着儿童及青少年肥胖发病率的增加，NAFLD的发病率也明显增加。NAFLD是包括单纯的脂肪变性、非酒精性脂肪性肝炎(Nonalcoholicsteatohepatitis，NASH)及相关的肝硬化及肝癌的一个广阔的肝脏疾病谱。作为代谢综合征肝脏表现的NAFID，与胰岛素抵抗及多重代谢紊乱、心血管异常有关。肝脏是产生IGF-1的主要场所，我们第一部分已证实在肥胖儿童低水平的IGF-1与代谢综合征的多个组成成分相关，IGF-1及代谢参数是否与NAFLD存在相关性，是我们这部分研究的重点。
　　研究对象和方法
　　1、研究对象:本研究为2013年7月至2015年9月在山东省立医院儿科内分泌门诊及病房进行的一项横断面研究。按照入选标准及排除标准筛选参与者，最终共有168例（男141例，女27例）肥胖儿童作为研究对象纳入到最终研究中。本研究应用肝脏超声作为诊断非酒精性脂肪性肝病的依据，将研究对象分为:NAFLD组，n=90;非NAFLD组对照组，n=78;所有的患儿均需进行体格检查、实验室检查及肝脏超声检查。
　　2、研究方法:所有患儿均行以下检查:身高、体重、血压测量、第二性征发育分期评估、测量血清IGF-1水平、ALT、谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)、谷氨酰胺转肽酶(Gamma-glutamyl-trans ferase，GGT)、TC、HDL-C、LDL-C、TG、FBG、空腹胰岛素、糖化血红蛋白(Glycosylated haemoglobin，HbA1C)、UA及肝脏超声检查。比较NAFLD及非NAFLD组患儿临床特点及实验室指标差异。分析IGF-1 SDS及体重指数(Body mass index，BMI)、HOMA-IR、UA等代谢参数与NAFLD的相关性，建立受试者操作特征曲线(Receiveroperating characteristic curve，ROC曲线)并计算曲线下面积(Area under the curve，AUC)来评价IGF-1 SDS及代谢参数对NAFLD的诊断价值。
　　研究结果
　　1、NAFLD组患儿IGF-1 SDS、HDL-C显著低于非NAFLD组(分别为P=0.001,P=0.018)，而BMI、HOMA-IR、UA、SBP、DBP、胰岛素、HbA1C、TG和肝酶(ALT、AST、GGT)均较非NAFLD组显著升高(P均＜0.05)。
　　2、IGF-1及代谢参数与NAFLD相关性分析:(1)单变量logistic回归分析结果显示IGF-1SDS、BMI、HOMA-IR、UA、SBP、DBP、HbA1C及HDL-C与NAFLD密切相关。(2)多变量logistic回归分析的最终结果显示IGF-1 SDS(OR0.727,95％ CI0.559-0.946, P=0.017)、BMI(OR1.14,95％ CI1.043-1.247,P=0.004)、HOMA-IR(OR1.136,95％ CI1.017-1.269,P=0.024)及UA(OR1.005,95％ CI1.001-1.009，P=0.02)与NALFD存在独立的相关性。这个结果表明BMI、HOMA-IR、UA和低水平的IGF-1是肥胖患儿NAFLD独立的危险因素。
　　3、应用ROC曲线评价IGF-1 SDS与代谢参数对NAFLD的诊断价值:IGF-1SDS诊断NAFLD的最佳切点是IGF-1 SDS≤-1.6，诊断的敏感度和特异度分别为37.78％，87.18％，AUC为0.649(95％ CI0.571-0.721，P＜0.001);BMI诊断NAFLD的最佳切点是BMI＞27.04 kg/m2，诊断的敏感度和特异度分别为83.33％，60.26％,AUC为0.758(95％ CI0.686-0.821,P＜0.001);HOMA-IR诊断NAFLD的最佳切点是HOMA-IR＞5.58，诊断的敏感度和特异度分别为63.33％，73.08％，AUC为0.702(95％ CI0.626-0.770，P＜0.001);UA诊断NAFLD的最佳切点是UA＞345μmol/L，诊断的敏感度和特异度分别为76.67％，57.69％，AUC为0.694(95％ CI0.618-0.762，P＜0.001)。多个变量(IGF-1 SDS、BMI、HOMA-IR、UA)联合诊断NALFD的ROC曲线分析，联合分析的AUC为0.812(95％ CI0.745-0.868，P＜0.001)，诊断的敏感度和特异度分别为78.89％，74.36％。
　　研究结论
　　1、肥胖患儿BMI、HOMA-IR、UA和低水平的IGF-1是NAFLD独立的危险因素。
　　2、联合IGF-1 SDS、BMI、HOMA-IR和UA四个指标做ROC曲线，AUC为0.812，灵敏度和特异度分别为78.89％、74.36％。因此IGF-1、BMI、HOMA-IR和UA是确认患儿NAFLD风险非常有意义的指标，对肥胖患儿NAFLD的临床管理具有重要的意义。
　　关键词:非酒精性脂肪性肝病;胰岛素样生长因子;体重指数;胰岛素抵抗稳态模式评估指数;尿酸
　　第三部分肥胖合并相对性生长激素缺乏症患儿应用重组人生长激素治疗效果探讨
　　研究目的
　　目前研究已确认肥胖患者合并GH分泌异常。肥胖患儿GH分泌异常可随着体重减轻而逆转，因此被称为是相对性或功能性GHD。近年来rhGH已试验性用于成人肥胖的治疗，并证实了其对减轻向心性肥胖、改善胰岛素敏感性及脂代谢异常有着良好的效果。但rhGH替代治疗是否对肥胖合并相对性GHD的儿童也有类似的效果，目前尚无报道。本研究选取肥胖相对性GHD的儿童作为研究对象，对其进行为期6个月的rhGH治疗，目的是观察rhGH治疗是否能改善肥胖相关心血管并发症。同时，本研究对rhGH治疗的安全性进行了评估，观察有无不良反应及治疗对患者糖代谢的影响等，从而为肥胖儿童及青少年相对性GHD的治疗提供新的临床思路。
　　研究对象和方法
　　1、研究对象:本研究于2012年7月至2016年9月在山东省立医院儿科内分泌门诊及病房进行。根据我们设定的筛选标准，最终共有23例肥胖合并相对性GHD的儿童作为研究对象纳入到研究中。同时选取20例健康非肥胖的儿童作为正常对照组。肥胖合并GHD组和正常对照组年龄、性别、Ht SDS及性发育分期无统计学差异。
　　2、研究方法:所有患儿均行以下检查:身高、体重、第二性征发育分期、行GH刺激试验、测量游离三碘甲状腺原氨酸(Free triiodothyronine，FT3)、游离甲状腺素(Free thyroxine，FT4)、促甲状腺激素(Thyroid-stimulating hormone，TSH)、促肾上腺皮质激素(Adrenocorticotropic hormone，ACTH)、皮质醇(Cortisol，COR)、IGF-1、TC、HDL-C、LDL-C、TG、ALT、AST、FBG、空腹胰岛素、下丘脑-垂体磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)、骨龄(Bone age，BA)。所有肥胖合并GHD组患儿均接受为期6个月rhGH治疗，治疗每3个月复查1次，完善体格检查及实验室检查（甲功、IGF-1、肝功、血脂、FBG、HbA1C、血常规、尿常规、尿钙），半年复查1次骨龄。比较肥胖合并GHD组患儿及正常对照组之间临床、实验室指标的差异，比较肥胖合并相对性GHD组患儿治疗前后临床、实验室指标的差异。
　　研究结果
　　1、肥胖合并相对性GHD组患儿临床及实验室特点:肥胖合并相对性GHD组患儿BMI SDS、骨龄-年龄明显高于正常对照组（分别为P＜0.001, P=0.019）。肥胖合并相对性GHD组及正常对照组儿童均应用精氨酸、左旋多巴行GH刺激试验，肥胖合并相对性GHD组GH峰值显著低于对照组(P＜0.001)，肥胖合并相对性GHD组患儿IGF-1、IGF-1 SDS显著低于对照组（分别为P=0.012，P=0.004）。肥胖合并相对性GHD组ALT、AST、HOMA-IR、胰岛素、TC、TG、LDL-C均明显高于对照组（P均＜0.05），而HDL-C明显低于对照组(P=0.037)。两组之间FBG无统计学差异(P＞0.05)。
　　2、rhGH治疗前后临床及内分泌代谢指标改变:(1)23例肥胖合并相对性GHD的患儿经过3个月和6个月的rhGH治疗，身高较治疗前均明显增长(P均＜0.001)。治疗3个月、6个月后的BMI SDS较治疗前降低(P=0.002，P=0.001)。(2)肥胖合并GHD患儿治疗3个月、6个月后，IGF-1及IGF-1 SDS均较治疗前明显升高（P均＜0.001）。(3)经过3个月rhGH治疗后，AST与治疗前比较无明显统计学差异(P=0.091)。但经过6个月治疗后，AST较治疗前明显降低(P=0.005)。治疗3个月、治疗6个月后与治疗前相比，ALT均明显降低(P=0.027，P=0.003)。(4)肥胖合并GHD患儿治疗3个月、6个月TC、TG、LDL-C较治疗前均明显降低（P均＜0.05），经过3个月rhGH治疗后，HDL-C较治疗前显著升高(P=0.042)。而治疗6个月后HDL-C与治疗前比较有升高趋势，但无统计学意义(P=0.056)。(5) rhGH治疗3个月后FBG与治疗前比较无统计学意义，治疗6个月后与治疗前相比，FBG明显升高(P=0.022)。肥胖合并GHD患儿治疗前未行HbA1C检查，治疗6个月HbA1C与治疗3个月HbA1C比较无统计学意义(P=0.641)。空腹胰岛素及HOMA-IR治疗前与治疗3个月后、治疗6个月后两两配对比较均无明显统计学差异（P均＞0.05）。
　　3、安全性评估:应用rhGH治疗6个月期间，无严重不良反应发生，没有出现rhGH不耐受而减量的情况。有4例患儿出现甲状腺功能减退，给予左旋甲状腺素治疗后甲状腺功能恢复正常。2例患儿出现关节痛，无其他不良反应发生。
　　研究结论
　　1、与正常对照组相比，肥胖合并相对性GHD组GH、IGF-1水平显著降低，而高胰岛素血症、血脂谱异常、肝功损害的发生率显著高于正常对照组。
　　2、肥胖合并相对性GHD患儿经过6个月rhGH治疗，BMI SDS改善，IGF-1稳定上升，脂质代谢异常及肝功损害得到改善。
　　3、应用rhGH治疗肥胖合并相对性GHD患儿，未增加胰岛素抵抗，对葡萄糖稳态没有明显不良影响，且无其他严重不良反应发生。
　　关键词:肥胖;相对性生长激素缺乏症;胰岛素样生长因子;重组人生长激素;治疗

目录

声明

摘要

符号说明

第一部分 肥胖患儿胰岛素样生长因子改变及其与低高密度脂蛋白胆固醇血症相关性研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

附图表

参考文献

第二部分 肥胖患儿胰岛素样生长因子及代谢参数与非酒精性脂肪性肝病相关性研究

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

附图表

参考文献

第三部分 肥胖合并相对性生长激素缺乏症患儿应用重组人生长激素治疗效果探讨

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

附图表

参考文献

综述 生长激素-胰岛素样生长因子轴与肥胖相关性探讨

致谢

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